Wikipedysta:KamilK7/Bis(undekafluorodiantymonian) tetraksenonozłota


Wikipedysta:KamilK7/Bis(undekafluorodiantymonian) tetraksenonozłota w encyklopedii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii < Wikipedysta:KamilK7 Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Bis(undekafluorodiantymonian) tetraksenonozłota (nazwa Stocka: bis[undekafluorodiantymonian(V)] tetraksenono(0)złota(II)), AuXe
4(Sb
2F
11)
2 – nieorganiczny związek chemiczny ksenonu na zerowym stopniu utlenienia oraz złota na +2 stopniu utlenienia[1] z fluorem i antymonem. Ma on charakter soli, w której kationem jest AuXe2+
4, a anionami są Sb
2F−
11. Wyniki dotyczące syntezy tego związku zostały opublikowane opublikowane przez zespół prof. Konrada Seppelta z Wolnego Uniwersytetu Berlinińskiego w październiku 2000 roku. Obok nietypowych stopni utlenienia złota i ksenonu, niezwykła w tym związku jest również rola ksenonu, który występuje tutaj w charakterze ligandu metalu przejściowego[2].

Spis treści

Otrzymywanie i właściwości | edytuj kod

AuXe
4(Sb
2F
11)
2 został otrzymany w reakcji redukcji AuF
3
z ksenonem w obecności kwasu fluoroantymonowego. Reakcję tą przeprowadzić można w temperaturze –40 °C, co powoduje powstanie ciemnoczerwonego roztworu, z którego w temperaturze –78 °C krystalizują trójskośne ciemnoczerwone kryształy. Na podstawie wyników badań krystalograficznych przeprowadzonych przypisano im strukturę soli AuXe2+
4(Sb
2F
11)−
2 oraz obliczono ich gęstość (3,696 g/cm3 w –120 °C). W temperaturze pokojowej wymagane jest ciśnienie 1000 kPa do utrzymania stabilności kompleksu. W wyniku próżniowego odparowania ksenonu w temperaturze –40 °C możliwe jest otrzymanie Au(SbF
6)
2
[2] – jednej z nielicznych znanych soli zawierających kation złota na +2 stopniu utlenienia[3]. Opisywany kompleks występuje w dwóch odmianach krystalicznych: trójskośnej i tetragonalnej[4]. Jasnobrązowe kryształy odmiany tetragonalnej AuXe
4(Sb
2F
11)
2 krystalizują niekiedy (wraz z odmianą trójskośną) podczas powolnego chłodzenia jego roztworu w mieszaninie HF z SbF
5
z temperatury pokojowej do –40 °C[5][a].

Ciekawostką jest fakt, że oryginalnym zamiarem autorów było otrzymanie fluorku złota(I) i zastosowali oni ksenon jako czynnik redukujący o bardzo słabych własnościach koordynujących po to, aby uniknąć utworzenia kompleksu – nieoczekiwanie proces redukcji zatrzymał się na +2 stopniu utlenienia, a ksenon zdołał skompleksować powstający kation tworząc AuXe2+
4[2].

Przebieg reakcji | edytuj kod

Pośród produktów reakcji zestalonych w temperaturze –60 °C zidentyfikowano również zielone kryształy Xe+
2Sb
4F−
21[2] – związku scharakteryzowanego wcześniej w 1997 roku[6]. Ekstremalnie wysoka kwasowość Brønsteda HSbF
6
odgrywa kluczową rolę – obecne w roztworze jony AuF−
4 są finalnie protonowane do kationów Au(HF)3+
4. Kationy te, ze względu na bardzo słabe właściwości zasadowe HF, mogą być rozpatrywane niemal jak nagi kation Au3+
i dzięki temu wykazują o wiele wyższy potencjał utleniający od anionów AuF−
4. Potencjał ten jest wystarczający do reakcji redoks z ksenonem, w wyniku której powstają kationy Au2+
(HF)
n. Reakcja kompleksowania powstających kationów złota(II) jest równowagowa:

Au2+
(HF)
n + 4 Xe ⇄ AuXe2+
4 + n HF

Aby jej równowaga była przesunięta w prawą stronę ksenon musi być najsilniejszą zasadą w układzie, sytuacja taka następuje w superkwasie, jakim jest HSbF
6. Sumaryczny przebieg reakcji także wskazuje na rolę reakcji protonowania[2]:

AuF
3 + 6 Xe + 3 H+
→ AuXe2+
4 + Xe+
2 + 3 HF

Struktura | edytuj kod

Pod koniec lat 60-tych XX wieku w czasie badania struktury kompleksu XeF
2·2SbF
5
ustalono, że anion Sb
2F−
11 posiada fluorowe wiązanie mostkowe pomiędzy atomami antymonu[7]. Strukturę kationu oraz ogólną budowę związku ustalono w wyniku badań krystalograficznych z zastosowaniem promieniowania Mo oraz monochromatora grafitowego.

Układ trójskośny | edytuj kod

Konfiguracja kationu AuXe2+
4

Temperatura pomiaru T = –120 °C; wymiary komórki: a = 794,0 ± 1 pm, b = 917,7 ± 1 pm, c = 1739,1(3) pm, α = 99,539 ± 5°, β = 92,640 ± 4°, γ = 94,646 ± 5°; objętość komórki krystalicznej V = 1243,4×106 pm3; grupa przestrzenna P1, liczba jednostek molekularnych w komórce Z = 2, obliczona gęstość ρcalc = 3,696 g/cm3. Na tej podstawie ustalono, że kation AuXe2+
4 ma budowę planarną, a odległość pomiędzy atomami Au i Xe wynosi 274 pm. Struktura kationu stabilizowana jest oddziaływaniami z atomami fluoru pochodzącymi z anionu[2].

Układ tetragonalny | edytuj kod

Temperatura pomiaru T = –100 °C; wymiary komórki: a = 944,1(1) pm, c = 2763,1(5) pm; objętość komórki krystalicznej V = 2463,1×106 pm3; grupa przestrzenna P43212, liczba jednostek molekularnych w komórce Z = 8[5].

Podsumowanie | edytuj kod

AuXe
4(Sb
2F
11)
2 był pierwszym przykładem związku, w którym stwierdzono istnienie wiązania chemicznego pomiędzy gazem szlachetnym i metalem szlachetnym[8], za jego syntezę Konrad Seppelt otrzymał od Niemieckiego Towarzystwa Chemicznego nagrodę Wilhelma Klemma[9].

Uwagi | edytuj kod

  1. Rozpuszczalność AuF
    3 w układzie SbF
    5/HF jest niska – przeprowadzenie reakcji w temperaturze pokojowej umożliwia uzyskanie wyższego stężenia i krystalizację w wyższej temperaturze.

Przypisy | edytuj kod

  1. a b Gary J. Schrobilgen, Matthew D. Moran: Noble-Gas Compounds. W: Arza Seidel, Mickey Bickford (Ed.): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. T. 16. John Wiley & Sons, 2003, s. 8. DOI: 10.1002/0471238961.0315131619030818.a01.pub2. ISBN 978-0-471-23896-6.
  2. a b c d e f g Konrad Seppelt, Stefan Seidel. Xenon as a Complex Ligand: The Tetra Xenono Gold(II) Cation in AuXe42+(Sb2F11)2. „Science”. 290 (5489), s. 117–118, 2000. DOI: 10.1126/science.290.5489.117. PMID: 11021792. Bibcode2000Sci...290..117S
  3. Scott H. Elder, George M. Lucier, Frederick J. Hollander, Neil Bartlett. Synthesis of Au(II) Fluoro Complexes and Their Structural and Magnetic Properties. „Journal of the American Chemical Society”. 119 (5), s. 1020–1026, 1997. DOI: 10.1021/ja9630654
  4. Wai-Kee Li, Gong-Du Zhou, Thomas C. W. Mak: Advanced Structural Inorganic Chemistry. Oxford University Press, 2008, s. 74, 678. ISBN 0-19-921694-0.
  5. a b Thomas Drews, Stefan Seidel, Konrad Seppelt. Gold-Xenon Complexes. „Angewandte Chemie International Edition”. 41 (3), s. 454–456, 1 lutego 2002. DOI: <454::AID-ANIE454>3.0.CO;2-7 10.1002/1521-3773(20020201)41:3<454::AID-ANIE454>3.0.CO;2-7
  6. Thomas Drews, Konrad Seppelt. The Xe+
    2 Ion—Preparation and Structure
    . „Angewandte Chemie International Edition in English”. 36 (3), s. 273–274, 1997. DOI: 10.1002/anie.199702731
  7. V. M. McRae, R. D. Peacock, D. R. Russell. The crystal structure of XeF2,2SbF5. „Journal of the Chemical Society D: Chemical Communications”, s. 62-63, 1969. DOI: 10.1039/C29690000062
  8. 2011 Arduengo Lecturer "Prof. Dr. Konrad Seppelt". The University of Alabama College of Arts and Sciences. [dostęp 2015-09-08].
  9. GDCh-Preise: Wilhelm-Klemm-Preis (niem.). Die Gesellschaft Deutscher Chemiker. [dostęp 2015-09-08].
Na podstawie artykułu: "Wikipedysta:KamilK7/Bis(undekafluorodiantymonian) tetraksenonozłota" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy