查看“︁二氟化氪”︁的源代码

{{NoteTA
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{{Chembox
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|   ImageName1 = Krypton difluoride
|   IUPACName = krypton(II) fluoride
|   OtherNames = 氟化氪
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| CASNo = 13773-81-4
| PubChem = 83721
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|Section2 = {{Chembox Properties
|   Formula = KrF<sub>2</sub>
|   MolarMass = 121.7968 
|   Appearance = 无色固体<ref name=hi>{{cite book en|pages=[https://archive.org/details/Handbook_of_Inorganic_Chemistry_Patnaik/page/442 442]–443|title=Handbook of Inorganic Chemicals|url=https://archive.org/details/Handbook_of_Inorganic_Chemistry_Patnaik|author=Pradyot Patnaik|publisher=McGraw-Hill Professional|year=2003|isbn=0070494398}}</ref>
|   Density = 3.24 g/cm<sup>3</sup> (固)<ref name=hi />
|   VaporPressure = 1.5 torr (&minus;40℃)<br />10±1 torr (&minus;10℃)<br />29±2 torr (0℃)<br />73±3 torr (15℃)
|   Solubility = 与水反应
|   SolubleOther = 微溶于液[[氟]]
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|   BoilingPt = 25 °C (分解)
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| Section3 = {{Chembox Structure
|   MolShape = 直线型分子
|   CrystalStruct = 体心四方晶系<ref>{{cite journal|journal=Science|year=1972|volume=178 |issue=4067|pages=1285–1286|doi=10.1126/science.178.4067.1285|title= Crystal Structure of Krypton Difluoride at −80&nbsp;°C|author=R. D. Burbank, W. E. Falconer and W. A. Sunder|pmid=17792123|s2cid=96692996}}</ref>
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|DeltaHf=+4.5（±0.1）kcal/mol（固体）（系编辑者由数据计算得到）<ref>{{cite book | title=The Chemistry of the monatomic gases | publication-place=Pergamon Press| date=1975 | isbn=0-08-018-781-1 | language=English |page=244}}</ref>
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| Section7 = {{Chembox Hazards
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| Section8 = {{Chembox Related
|   OtherCations = [[二氟化氙]]<br />[[二氟化氡]]
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'''二氟化氪'''（化学式：KrF<sub>2</sub>）是最早制得的[[稀有气体]][[氪]]的[[化合物]]。<ref>{{cite journal en|author=Grosse, A. V.; Kirschenbaum, A. D.; Streng, A. G.; Streng, L. V.|title=Krypton Tetrafluoride: Preparation and Some Properties|journal=Science|year=1963|volume=139|pages=1047–1048|doi=10.1126/science.139.3559.1047}}</ref>它是具[[挥发性]]的无色固体。KrF<sub>2</sub>分子呈线形，Kr−F键长188.9 pm。它和强[[路易斯酸]]反应，生成含KrF<sup>+</sup>和Kr{{su|b=2}}{{chem|F|3|+}}[[阳离子]]的盐。<ref name="Lehmann" />

==制取==
对氪化合物制取的研究主要是在[[巴特列特]]1962年成功合成第一个[[稀有气体化合物]]——[[六氟合铂酸氙]]后进行的。化学家尝试模仿氙化合物的合成方法来制取氪的化合物，例如用加热法和紫外光照射法从单质合成氟化氪，巴特列特本人也试着用[[六氟化铂]]或[[六氟化铑]]蒸气来氧化氪的方法制取类似的化合物，但这些实验都没有成功。后来采用适合于制取对热不稳定化合物的放电法，才首次制得了二氟化氪。具体方法是将反应器放在温度为84～86K的冷冻槽中，通入体积比为1:2的氪和氟的混合物，压力为7～12torr，在电压为700～2200V和电流为24～37mA的条件下放电4小时，得到1.15g的固体物质。根据产物所消耗的氪和氟的量，以及对产物的热分析，确定了它是氟化氪。关于它的组成，一开始曾误以为是四氟化氪，后来经重复实验和鉴定，以及[[核磁共振谱]]和[[电子衍射实验]]测定，才证实产物是二氟化氪。<ref name="冯光熙">{{cite book|pages=130–137|author=冯光熙，黄祥玉|title=《无机化学丛书》第一卷：稀有气体、氢、碱金属|location=北京|publisher=科学出版社|date=1984年5月}}统一书号：13031·2390．</ref>

:<math>\rm \ Kr+F_2 \rightarrow KrF_2</math>

制取二氟化氪的方法有：

1、放电合成法：在40～60torr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。<ref name="Lehmann" /> 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。

2、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。<ref name="Lehmann" />

3、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），此时氪为固态，氟为液态。<ref name="Kinkead">{{cite journal en|author=Kinkead, S. A.; Fitzpatrick, J. R.; Foropoulos, J. Jr.; Kissane, R. J.; Purson, D.|title=Studies on the photochemical and thermal dissociation synthesis of krypton difluoride|journal=Inorganic Fluorine Chemistry: Toward the 21st Century, Thrasher, Joseph S.; Strauss, Steven H.: American Chemical Society|location=San Francisco, California|year=1994|pages=40–54|doi=10.2172/10192656}}</ref> 光源的波长对反应的量子产额有很大的影响，最适宜的波长则为303～313nm。<ref name="Lehmann" /> 若使用更高的波长，会造成产率降低。<ref name="Kinkead" /> 

光化学合成二氟化氪的机理，首先是分子氟受激发分解为原子氟，原子氟再同氪结合为 <math>\rm \ KrF</math> 自由基，然后 <math>\rm \ KrF</math> 同 <math>\rm \ KrF</math> 或氟原子碰撞生成 <math>\rm \ KrF_2</math>。

4、底质析离法：以[[氩]]为底质，将反应物氪和氟同它混合，比例 <math>\rm \ F_2:Kr:Ar=1:70:200</math>，在20K时用聚焦的中压汞灯辐照3小时，立即测定[[红外光谱]]，确证生成了二氟化氪。<ref name="冯光熙" />

==性质==
无色固体，具有挥发性。线状分子，具有<math>\ D_{\infty h}</math>的二面體群对称性。<math>\rm \ Kr\!-\!F</math> [[键长]] 1.889±0.01Å。有两种晶形：<math>\rm \ \alpha</math>-型（低温型）和<math>\rm \ \beta</math>-型（高温型）。<math>\rm \ \alpha</math>-型在低温下稳定，为体心[[四方晶系]]；<math>\rm \ \beta</math>-型在−80℃以上稳定。<ref name="Lehmann">{{cite journal en|author=Lehmann, John. F.; Mercier, Hélène P.A.; Schrobilgen, Gary J.|title=The chemistry of Krypton|journal=Coordination Chemistry Reviews|year=2002|volume=233–234|pages=1–39|doi=10.1016/S0010-8545(02)00202-3}}</ref>

二氟化氪在室温下可自发分解为[[氪]]和[[氟]]。它只有在零下30度时才是稳定的，在[[干冰]]温度（&minus;78℃）下可以长期存放。

遇水立即水解，产物是氪和氟。它不论在酸性还是碱性溶液中都会迅速水解，不留下任何氪化合物，这一点与[[二氟化氙]]不同。

能溶于无水[[氟化氢]]。1000g的无水氟化氢，约溶解16mol的二氟化氪（20℃）。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。<ref name="冯光熙" />

二氟化氪可以生成多种[[加合物]]，但加合配体基本上都是有[[路易斯酸]]性的[[氟化物]]，如 <math>\rm \ KrF_2\cdot SbF_5</math>、<math>\rm \ KrF_2\cdot XeF_6</math> 等。这些加合物中含有 <math>\rm \ KrF^+</math> 和 <math>\rm \ Kr_2F_3^+</math> 阳离子和相应的氟化物接受氟离子后生成的阴离子。<ref>{{cite journal en|author=Lehmann, J. F.; Dixon, D. A.; Schrobilgen, G. J.|title=X-ray Crystal Structures of α-KrF<sub>2</sub>, [KrF][MF<sub>6</sub>] (M = As, Sb, Bi), [Kr<sub>2</sub>F<sub>3</sub>][SbF<sub>6</sub>]·KrF<sub>2</sub>, [Kr<sub>2</sub>F<sub>3</sub>]<sub>2</sub>[SbF<sub>6</sub>]<sub>2</sub>·KrF<sub>2</sub>, and [Kr<sub>2</sub>F<sub>3</sub>][AsF<sub>6</sub>]·[KrF][AsF<sub>6</sub>]; Synthesis and Characterization of [Kr<sub>2</sub>F<sub>3</sub>][PF<sub>6</sub>]·nKrF<sub>2</sub>; and Theoretical Studies of KrF<sub>2</sub>, KrF<sup>+</sup>, Kr<sub>2</sub>F<sub>3</sub><sup>+</sup>, and the [KrF][MF<sub>6</sub>] (M = P, As, Sb, Bi) Ion Pairs|journal=Inorganic Chemistry|year=2001|volume=40|pages=3002–3017|doi=10.1021/ic001167w}}</ref>

二氟化氪（气态）的[[生成热]]为正值（60.24 kJ/mol），即[[吸热反应]]。二氟化氪是已知由单质氟合成的各种氟化合物中，极少数通过吸热反应生成的（另一个已知的是二氟化二氧）。这一点有重要的意义，它意味着二氟化氪有异常强的[[氧化性]]和[[氧化性|氟化性]]，甚至比单质氟、[[氟化氙]]、[[互卤化物|卤素氟化物]]和[[氧的氟化物]]还要强。

它可以将[[金]]氧化为其最高的[[氧化态]]+5：<ref name="Henderson">{{cite book en|author=W. Henderson|year=2000|title=Main group chemistry|url=https://archive.org/details/maingroupchemist00hend_891|location=Great Britain|publisher=Royal Society of Chemistry|page=[https://archive.org/details/maingroupchemist00hend_891/page/n158 149]|isbn=0854046178}}</ref>
:<math>\rm \ 7 KrF_2+2Au \rightarrow 2KrF^+AuF_6^- +5Kr</math>

产物可以看做是二氟化氪与[[五氟化金]]的加合物 <math>\rm \ KrF_2\cdot AuF_5</math>。它在60℃分解，生成五氟化金、氟和氪：<ref>{{cite book en|author=Charlie Harding; David Arthur Johnson; Rob Janes|year=2002|title=Elements of the ''p'' block|url=https://archive.org/details/elementspblock00hard|location=Great Britain|publisher=Royal Society of Chemistry|pages=[https://archive.org/details/elementspblock00hard/page/94 94]|isbn=0854046909}}</ref>
:<math>\rm \ KrF^+AuF_6^- \rightarrow AuF_5+Kr+F_2</math>

二氟化氪也可将[[氙]]直接氧化为[[六氟化氙]]：<ref name="Henderson" />
:<math>\rm \ 3KrF_2+Xe \rightarrow XeF_6+3Kr</math>

<math>\rm \ KrF^+</math> 和 <math>\rm \ Kr_2F_3^+</math> 离子都是极强的氧化剂，它们可将[[五氟化溴]]（<math>\rm \ BrF_5</math>）氧化为 <math>\rm \ BrF_6^+</math>，<ref>{{cite book en|author=Arnold F. Holleman; Egon Wiberg, translated by Mary Eagleson; William Brewer|year=2001|title=Inorganic chemistry|publisher=Academic Press|pages=398|isbn=0123526515}}</ref> 将[[五氟化氯]]（<math>\rm \ ClF_5</math>）氧化为 <math>\rm \ ClF_6^+</math>，<ref>{{cite journal en|author=John H. Holloway; Eric G. Hope|year=1998|title=Advances in Inorganic Chemistry|publisher=Academic Press|pages=60–61|isbn=012023646X}}</ref> 也可将 <math>\rm \ Xe</math> 氧化为 <math>\rm \ XeF^+</math>。

==用途==
可以用作[[氧化剂]] ，但由于稳定性不强，因此很少用。

==参见==
* [[二氟化氙]]、[[二氟化氡]]

==参考资料==
{{reflist}}

{{稀有气体化合物}}

[[Category:氪化合物]]
[[Category:氟化物]]
[[Category:非金属卤化物]]