Διφθοριούχο οξυγόνο

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Διφθοριούχο οξυγόνο
Oxygen-difluoride-2D.png
Oxygen-difluoride-3D-vdW.png
Γενικά
Όνομα IUPAC Διφθοριούχο οξυγόνο
Άλλες ονομασίες Φθοριούχο οξυγόνο
Ανυδρίτης του υποφθοριώδους οξέος
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος OF2
Μοριακή μάζα 53,9962 amu
Αριθμός CAS 7783-41-7
SMILES FOF
InChI 1S/F2O/c1-3-2
Αριθμός RTECS RS2100000
PubChem CID 24547
ChemSpider ID 22953
Δομή
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης −223,8°C
Σημείο βρασμού −144,75°C
Πυκνότητα 1.900 kg/m³ (υγρό στους -224°C)
1.719 kg/m³ (υγρό στους -183°C)
1.521 kg/m³ (υγρό στους -145°C)
2,42 kg/m³ (αέριο στους 0°C)
1,88 kg/m³ (αέριο στους 20°C)
Διαλυτότητα
στο νερό
Υδρολύεται[1]
Εμφάνιση Άχρωμο αέριο.
Πορτοκαλί υγρό, αν υγροποιηθεί.
Χημικές ιδιότητες
Αυτοδιάσπαση 200°C
Επικινδυνότητα
Hazard O.svg Hazard T.svg
Φράσεις κινδύνου 26/27/28
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες (25°C, 100 kPa).

Το διφθοριούχο οξυγόνο[2] είναι ανόργανη χημική ένωση, που περιέχει οξυγόνο και φθόριο, με χημικό τύπο OF2. Όπως προβλέφθηκε από τη Θεωρία σθένους απώθησης ζευγών ηλεκτρονίων (Valence shell electron pair repulsion, VSEPR Thery), το μόριο της ένωσης υιοθετεί μια γωνιακή («V») δομή, όπως το νερό, αλλά έχει πολύ διαφορετικές ιδιότητες, όντας ένα ισχυρό οξειδωτικό.

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το διφθοριούχο οξυγόνο αναφέρθηκε για πρώτη φορά το 1929, οπότε λήφθηκε με ηλεκτρόλυση τηγμένου φθοριούχου καλίου και υδροφθορικού οξέος που περιείχαν μικρές ποσότητες νερού[3][4]. Η σύγχρονη παραγωγή εμπεριέχει αντίδραση (στοιχειακού) φθορίου με υδατικό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου, με φθοριούχο νάτριο, ως ένα παραπροϊόν:

\mathrm{2F_2 + 2NaOH \xrightarrow{} OF_2 + 2NaF + H_2O}

Φυσικές και δομικές ιδιότητες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Συμπυκνώνεται στους -144,8°C σε ένα πορτοκαλί υγρό, που η μοριακή δομή του θυμίζει τη μοριακή δομή του νερού. Η γωνία FOF είναι 103° και το μήκος των δεσμών της ένωσης είναι αντίστοιχα 140,5 pm.

Αντιδράσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το διφθοριούχο οξυγόνο έχει ισχυρές οξειδωτικές ιδιότητες, εφόσον σε αυτό το οξυγόνο έχει βαθμό οξείδωσης +2, που είναι ασυνήθιστο[5]. Πάνω από τους 200°C, το διφθοριούχο οξυγόνο διασπάται σε οξυγόνο και φθόριο, μέσω ενός μηχανισμού ελευθέρων ριζών.

Το διφθοριούχο οξυγόνο αντιδρά με πολλά μέταλλα παράγοντας τα αντίστοιχα οξείδια και φθορίδια. Αντιδρά όμως επίσης και με αμέταλλα. Ο φωσφόρος αντιδρά με το διφθοριούχο οξυγόνο και παράγει πενταφθοριούχο φωσφόρο (PF5) και φωσφορυλοφθορίδιο (POF3). Το θείο αντιδρά με το διφθοριούχο οξυγόνο και παράγει διοξείδιο του θείου (SO2) και τετραφθοριούχο θείο (SF4). Επίσης, αν και ασυνήθιστο για ένα ευγενές αέριο, το ξένο αντιδρά με το διφθοριούχο οξυγόνο και παράγει τετραφθοριούχο ξένο (XeF4) ή και οξυτετραφθοριούχο ξένο (XeOF4)[6]:

\mathrm{2OF_2 + Xe \xrightarrow{} XeF_4 + O_2}
\mathrm{4OF_2 + 2Xe \xrightarrow{} 2XeOF_4 + O_2}

Το διφθοριούχο οξυγόνο αντιδρά πολύ αργά με το νερό, σχηματίζοντας υδροφθορικό οξύ:

\mathrm{OF_2 + H_2O \xrightarrow{} 2HF + O_2 \uparrow}

Το διφθοριούχο οξυγόνο οξειδώνει το διοξείδιο του θείου σε τριοξείδιο του θείου (SO3):

\mathrm{OF_2 + SO_2 \xrightarrow{} SO_3 + F_2}

Ωστόσο, με την παρουσία υπεριώδους ακτινοβολίας τα προϊόντα (με τα παραπάνω αντιδρώντα, δηλαδή OF2 και SO2) είναι θειονυλοφθορίδιο (SO2F2) και πυροθειονυλοφθορίδιο (S2O5F2):

\mathrm{OF_2 + 2SO_2 \xrightarrow{UV} S_2O_5F_2}

Επιστημονική φαντασία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Στο μυθιστόρημα επιστημονικής φαντασίας Κάμελοτ 30K, του Ρόμπερτ Λ. Φόργουαντ (Robert L. Forward's science fiction novel Camelot 30K), το διφθοριούχο οξυγόνο (υποτίθεται) ότι χρησιμοποιήθηκε σε ένα βιοχημικό διάλυμα από μια φανταστική μορφή ζωής, που (υποτίθεται ότι) ζει στη Ζώνη του Κάιπερ του ηλιακού μας συστήματος.

Ασφάλεια[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το διφθοριούχο οξυγόνο είναι ένα επικίνδυνο χημικό, όπως συμβαίνει για κάθε ισχυρά οξειδωτικό αέριο.

Αναφορές και σημειώσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. http://www.chemyq.com/En/xz/xz1/2818mqnrv.htm
  2. Για εναλλακτικές ονομασίες και συμβολισμούς δείτε τον πίνακα πληροφοριών.
  3. Lebeau, P.; Damiens, A. (1929). "Sur un nouveau mode de préparation du fluorure d'oxygène" [A new method of preparation of oxygen fluoride]. Comptes rendus hebdomadaires des séances de l’Académie des sciences (in French) 188: 1253–1255. Retrieved February 21, 2013.
  4. Lebeau, P.; Damiens, A. (1927). "Sur l'existence d'un composé oxygéné du fluor" [The existence of an oxygen compound of fluorine]. Comptes rendus hebdomadaires des séances de l’Académie des sciences (in French) 185: 652–654. Retrieved February 21, 2013.
  5. Ουσιαστικά είναι η μόνη ουδέτερη ουσία που περιέχει +2 βαθμό οξείδωσης για το οξυγόνο, αφού (τουλάχιστον κατά Paouling) μόνο το φθόριο είναι ηλεκτραρνητικότερο από το οξυγόνο.
  6. Εξαρτάται από τις συνθήκες αντίδρασης το ποια ακριβώς προϊόντα παράγονται.
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Oxygen difluoride της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Sauerstoffdifluorid της Γερμανικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).