二氟化氪是氪的唯一已知氟化物。室温下自发分解为氪和氟,在93℃时分解速率很快。仅在低于-30℃稳定,可长期在干冰温度(-78℃)下贮存。氧化性比氟强,遇水迅速分解,并能和其他氟化物形成多种加合物。

中文名

二氟化氪

外文名

Krypton difluoride

化学式

KrF2

分子量

121.7968

沸点

-80°C(分解)

水溶性

分解

密度

3.24 g/cm3

外观

无色固体

应用

可用作氟化剂和氧化剂

CAS登录号

13773-81-4

物理性质

性状:

无色固体,具有挥发性。

生成热:

ΔH=+60.24kJ/mol。

溶解性:

1000g的无水氟化氢,约溶解16mol的二氟化氪。

二氟化氪溶于无水氟化氢后,0℃时测得该溶液的核磁共振谱,表明二氟化氪的两个氟原子是等同的,而且不会与溶剂中的氟发生交换,也就是说二氟化氪在溶液中并不发生电离。

结构

KrF为线型分子,对称类型为D,Kr—F键长为188.9pm。

KrF有两种晶形:α-型(低温型)和β-型(高温型)。

α-型在低温下稳定,为体心四方晶系;β-型在−80℃以上稳定。

化学性质

极强的氧化性

至今所知由单质氟合成的各种氟化合物中,KrF是唯一通过吸热反应而生成的,这一点具有极为重要的潜在意义。它意味着KrF是一种比单质氟的氧化能力更强的物质,在测定它的红外光谱时,甚至可以将吸收槽中氯化银中的Cl氧化为三氟化氯和五氟化氯。因而KrF是一种异常强烈的氧化剂,其氟化-氧化能力超过氟化氙、卤素氟化物和氟氧化物等。

可直接将氙氧化为六氟化氙:3KrF+Xe→XeF+3Kr

在三氟化铈存在下,可顺利将PrF转化为PrF,产率为56%;对于PrO则可以100%地氟化为PrF

形成加和物

KrF能与很多路易斯酸形成加和物,加合体基本上是氟化物,如KrF·SbF、KrF·XeF等。KrF生成加和物的机理与XeF相同,也是F的给予体,给出氟离子的能力弱于XeF。KrF的加和物也具有极强的氟化-氧化本领。

KrF在-20℃时同五氟化锑生成组成为KrF·2SbF的加和物,其结构为[KrF][SbF],这个加和物比KrF稳定得多,蒸汽压也比KrF的低,因此可代替KrF作为极强的氟化-氧化剂。它的熔点为50℃,熔化后很快分解为氪、氟和五氟化锑。

在加和物中氪以KrF、KrF存在,它们都是极强的氟化-氧化试剂,能将金氧化为最高氧化态+5:

7KrF+2Au→2[KrF][AuF]+5Kr,[KrF][AuF]在65℃分解为五氟化金、氟和氪

制备方法

放电合成法:在较高的的压力下,对1:1或2:1比例的氟和氪混合物放电,可得到二氟化氪。由于单质氟有剧毒,因而改用含氟化合物如二氟二氯甲烷,在高频放电下同氪反应,也可制得二氟化氪。如果反应过程采用循环法,产率可显著提高。

高能辐射法:用能量为10MeV的质子流,在133K的温度下辐照氪和氟的混合物,可得到二氟化氪。

光化学合成法:在一定温度下,用适宜波长的紫外光照射氪和氟的混合物,亦可以合成二氟化氪。最佳的反应温度是−196℃(77K)。实验证明温度对反应有很显著的影响,温度稍高时就不能得到KrF,这也就说明早期用光化学方法合成氟化氪为什么失败。因为早期合成时间温度为-60℃和室温,高于-78℃,所以不能生成二氟化氪。