【正文】 物、氧化氙的加合物及其它氙的復(fù)雜加合物。 氟化氙的加合物 氟化氙可以和 Lewis酸及某些堿金屬的氟化物形 成加合物。至今已經(jīng)合成了數(shù)以百計(jì)的氟化氙的加 合物，并且測定了它們的結(jié)構(gòu)，確證氟化氙是氟離 子的供給者； Lewis酸等為氟離子的接受者 ，生成 離子型晶體 :[XemFn]+[MaFb]_ 氟化氙的生成可能性和穩(wěn)定性取決于氟化氙與加 合體之間給、受氟離子的情況。實(shí)驗(yàn)證明氟化氙釋 放氟離子的能力順序?yàn)椋?XeF6 XeF2 XeF4 ； XeF4幾乎不生成加合物， XeF6生成加合物的能 力最強(qiáng)。 利用 生成加合物能力強(qiáng)弱差異 可以提純某 些氟化氙。 氟化氙的加合物的部分性質(zhì)及對比 ?氟化氙的熔點(diǎn) XeF2 XeF4 XeF6 ；而氟化氙的加合物的熔點(diǎn)基本顛倒： XeF6 XeF2 XeF4 其原因尚不知。 ?三種氟化氙給出氟離子能力次序與它們在無水氟化氫中的溶解度一致； XeF4幾乎不溶， XeF2 、 XeF6易溶 , XeF6并發(fā)生離解。這兩種性質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系有待進(jìn)一步探討。 氟化氙的加合物共性 各種氟化氙的加合物不論穩(wěn)定性如何，只要一與水接觸，立即發(fā)生氟化氙自身水解反應(yīng)，生成氙化合物的水溶液，甚至空氣中的水蒸氣也會引起某些氟化氙的加合物的水解，如 ： CsF. XeOF4或 。為防止水解，儲放氟化氙的加合物時(shí) 應(yīng)該考慮防潮。 氟氧化氙 的加合物 氟氧化氙的加合物以 XeOF4最穩(wěn)定，它與 XeF4相仿，能生 成多種加合物，但比 XeF4給出氟離子的能力 小 。 XeOF4與 Lewis酸 作用時(shí)，給出氟離子，生成 離子型化合物 [XeOFn]+[MFn+1]_；如： XeOF4與 Lewis酸 SbF5作用時(shí)無色離子型晶體 XeOF4 . SbF5及 XeOF4 . 2SbF5。 XeOF4與 堿金屬氟化物、 NOF反應(yīng)時(shí)則是后者給出氟離子， XeOF4表現(xiàn)為接受氟離子，仍然生成 離子型加合物 。如： XeOF4與 AsF5在 78℃ 生成不穩(wěn)定 [XeOF3]+[AsF6]_。與 NOF反應(yīng)生成XeOF4與堿金屬氟化物、 NOF反應(yīng)時(shí)則是后者給出氟離子，XeOF4 . NOF均為 離子型加合物 。 XeOF4與 過度金屬氟化物 （如 VF5 ）反應(yīng)則生成 分子型加 合物 。 氧化氙 的加合物 迄今主要發(fā)現(xiàn) XeO３ 與堿金屬鹵化物生成加合物，它們實(shí)際 上也是前述 鹵氙酸鹽 。這類加合物突出特點(diǎn)是 爆炸穩(wěn)定性 和 熱 穩(wěn)定性良好 ， 水溶液也較穩(wěn)定 。如 CsF與 XeO３ 均吸水、吸氟 化氫性強(qiáng)，而加合物 CsF .XeO３ 不吸水也不吸氟化氫，甚至在 水中保持著加合物的結(jié)構(gòu)，沒有完全離解。 其它氙的復(fù)雜加合物 （ 1） 有機(jī)化合物 至今仍未獲得，但是色譜分析和電泳實(shí)驗(yàn)可以測到極不穩(wěn)定的 氙苯陽離子 [RXe]+的瞬間存在。這證明只要掌握適宜的反應(yīng)條件 (如加入穩(wěn)定劑 ) ，氙的有機(jī)化合物完全可能合成。 （ 2） 氟化氙的衍生物 即氟化氙中的氟為電負(fù)性強(qiáng)的基團(tuán)取代，生成氙化合 物。反應(yīng)通式為： XeFn +HA Fn1XeA +HF (A為 電負(fù)性較強(qiáng)基團(tuán) ，也可用 OR表示 ) （ 3）氙的氟硼化合物 理論計(jì)算結(jié)果表明了氙的氟硼化合物的可能性。已經(jīng) 獲得的有： F3XeB. 其結(jié)構(gòu)式為： FXeBF2 氙與 BF3 并加入 12﹪ 的氟在高能輻射源激發(fā)下生成大量 F3XeB和少量 XeF2 XeF2僅和 BF3反應(yīng)生成前述的加合物 XeF2.BF3 amp。.其他稀有氣體的化學(xué)性質(zhì) .氪的化合物 氪的化合物僅有 KrF2及其加合物 KrF2 KrF2 的制法有： 基質(zhì)析離法 、 高能輻射法 、 放電合成法 和 光化學(xué)合成法 。 制取基本原理是： Kr + F2 KrF2 KrF2是無色、具有揮發(fā)性固體， KrF2不穩(wěn)定，僅在干冰溫度（ 78℃ ）下可以儲放。晶體為四方系，與 XeF2相似 , 是對稱的線形分子。在酸、堿性水溶液中均迅速水解，產(chǎn)物 Kr和 F2為且無任何氪化合物留在水中 （因?yàn)闊o放射性 85Kr ）。 值得注意的是 ， 至今所知由單質(zhì)氟合成的各種氟化 合物中， KrF2是 唯一 通過 吸熱反應(yīng) 而生成的 （ 生成為 /摩爾）。 這一點(diǎn)具有極為重要的潛在意義 ,它意味著 KrF2是一種比單質(zhì)氟的 氧化能力更強(qiáng) 的物質(zhì) ，是一種異常強(qiáng)烈的氧化劑，其氟化 —— 氧化能力超過氟化氙、鹵素氟化物和氟氧化物等。 KrF2的加合物 KrF2的加合物種類很多，加合體基本上是氟化物。如： KrF2 . SbF5 、 KrF2 . XeF6等 . 目前理論證明氧化氪（ KrO3 ）是有可能存在，問題是尚未找到合成的途徑。 . 氡的化合物 氡是稀有氣體中原子序數(shù) 最大 的元素，第一 電離能最小，理應(yīng)易于生成化合物，但是由于 它所有的同位素都具有很強(qiáng)的放射性，且半衰 期都很短（最長的 222Rn也只有 ），這就增 加了研究氡的化合物的難度。 因?yàn)殡痹颖旧砭? “ 稍縱即逝 ”。判斷氡是 否生成了化合物 主要根據(jù) 氡和的氡化合物揮發(fā) 性的差異。這是 根據(jù) 單質(zhì)氡的揮發(fā)性大，氡化 合物的揮發(fā)性小。 而且氡的 分析測定 不是用傳統(tǒng)的化學(xué)方法，而 是利用氡及其衰變體系自身的放射性，用放射性 探測儀測定。 至今已制成的 氡化合物 實(shí)際上僅有 氟化氡 。而且氟 化氡是很難制備的。 制備方法有： （ 1） 加熱合成法 ： Rn+3F2 RnF6 （ 2） 室溫或低溫合成 ： 在室溫或低溫下， 氡被氟化氙、氟化氪等氟化生 成 RnF2并有微量 RnF4 。 氟化氡穩(wěn)定性很好 ，在酸、堿水溶液中均會水 解，氡氣都釋放出來，不會在溶液中留下任何氡化 物，這類似于氟化氪，與氟化氙迥然不同。 . 合成其他稀有氣體化合物的可能性 至今已經(jīng)制成了大量的稀有氣體化合物，但都僅 局限于 原子序數(shù)較大 的 重 稀有氣體氪、氙、氡；對 于原子序數(shù)較小的輕稀有氣體氦、氖、氬，仍未制 成化合物。但在理論上預(yù)測有制成某些化合物的可 能性，并且設(shè)想了制備途徑，現(xiàn)介紹如下： 一、氦的化合物 （ 1） 氘的 β 衰變法 即利用 氘 β 衰變后變成氦，這樣 氘的化合物 β 衰變后就變成氦的化合物。如： TF2 HeF2+ β _ （ 2） 熱中子輻照法 用熱中子輻照 LiF,使產(chǎn)生核反應(yīng)： + + T31He42Li63n10Li(n,a)反應(yīng)后，生成的氦核與母體晶格中的 F_相結(jié)合生成 HeF2 二、氖和氬的化合物 關(guān)于氖和氬能否生成化合物同樣作了許多推測。 根據(jù)稀有氣體的電負(fù)性可以預(yù)測 HNe+CF3Ne+ 和 BF3Ne+的存在。理論上也可以證明 AsF_生 成有足夠的穩(wěn)定性。 稀有氣體化合物的結(jié)構(gòu) 雜化軌道法 ns2np6,不易得失電子，也不易形成共價(jià)鍵。與電負(fù)性大的原子作用時(shí)，使 np軌道中的電子激發(fā)到 nd上去，從而出現(xiàn)單電子，這些單電子與其它原子形成共價(jià)鍵。 價(jià)電子對互斥理論 XeF2 有 5電子對，分子構(gòu)型為直線形； XF4有 6電子對，分子構(gòu)型為平面正方形 ； XeF6是變形八面體 MO法處理氙化合物的分子結(jié)構(gòu) 以 XeF2為例， Xe的 5Px軌道上 2電子與 2個(gè) F原子 2Px軌道上各 1電子組成 三中心四電子鍵 ，此 離域鍵 有效地將 Xe和 F結(jié)合起來 三 .稀有氣體及其化合物的應(yīng)用 （一）氦的應(yīng)用 氦氣用于充填探空氣球、氣艇、電子管；在焊接 或冶煉金屬時(shí)用做保護(hù)氣。用液氦取得低溫，廣泛應(yīng)用 于超導(dǎo)設(shè)備、粒子加速器等尖端技術(shù)中。用氦、氧混和 氣 (人造空氣 )供深水潛水員呼吸可防潛水病。液氦可制 低溫溫度計(jì)。還用于制激光器及霓虹燈。 （二）氖的應(yīng)用 氖氣在低壓放電時(shí)被激發(fā)出亮桔紅色光。因此用于制霓虹燈、激光器、指示燈，還用于高能物理研究。液態(tài)氖可用作冷凍劑 。 （三）氬的應(yīng)用 氬氣用于充填電燈泡和日光燈管，切割或焊接金屬時(shí)用作保護(hù)氣體。用少量氖與其混合可制成藍(lán)色或綠色放電管。 （四）氪的應(yīng)用 氪氣用于充填電燈泡和電子器件。能吸收 X射 線，用作 X射線工作時(shí)的遮光材料。它跟氬混合可充 填霓虹燈管。還用于充填電離室以測量宇宙射線。 （五）氙及其化合物的應(yīng)用 氙在電場作用下能發(fā)出強(qiáng)烈的白光。用于制高壓 長弧氙燈 (俗稱人造小太陽 )，產(chǎn)生紫外線的高壓電弧 燈、閃光燈、中子計(jì)數(shù)器， X射線計(jì)數(shù)器，還用作麻醉 劑、原子反應(yīng)堆中的中子吸收劑、充填閘流管和探測 宇宙線用的電離室。 在精煉合金時(shí)，加入固體的二氟化氙、四氟化氙， 有助于除去金屬或合金中所含的氣體和非金屬夾物。 稀有氣體的氟化物可作為猝滅消融劑的組分，使宇 航飛行器從外層空間返回地球時(shí)免受外殼與大氣摩擦 產(chǎn)生高溫作用 。 稀有氣體鹵化物還可以作為大功率激光器的工作物質(zhì)。例 如，一氟化氙激光器可發(fā)射出波長為 的激光束。 人們還試圖探討將三氧化氙和四氧化氙用作火箭推進(jìn)劑的 可能性。 （六）氡的應(yīng)用 用于放射治療或作中子源。在鈾 — 235作核燃料的原子 反應(yīng)堆中，過去對如何處理具有放射性的氪和氙裂變產(chǎn)物感 到困難，現(xiàn)在可以利用氟化的辦法，使它們轉(zhuǎn)為固態(tài)的氟化 氪和氟化氙，并利用它們氟化能力的不同，將它們作進(jìn)一步 的分離。在鈾礦的開采中，氡是一種有害的強(qiáng)放射性氣體， 也可以通過氟化處理而消除。 小結(jié) 正如前面所說：稀有氣體化合物的合成，是對合 成化學(xué)禁區(qū)的一次成功的突破。但這僅僅是開始，稀 有氣體化學(xué)發(fā)展的現(xiàn)狀，還只能用詩人白居易在著名 的長詩 《 琵琶行 》 里的名句，“ 千呼萬喚始出來，猶抱琵琶半遮面 ”來形容。因?yàn)橹两襁€有幾種稀有氣體元素的化合物尚未能合成出來，它的完成大概要靠新一代的化學(xué)家的努力了。 以稀有氣體化學(xué)的形成為契機(jī)，對原來的化學(xué)理論 體系進(jìn)行修正和補(bǔ)充，將是 21世紀(jì)化學(xué)家的光榮任務(wù) 之一。