四氟化氙

四氟化氙（化學式：XeF₄）是貴氣體氙的氟化物之一，是第一個發現的貴氣體二元化合物。^[2]

四氟化氙
IUPAC名 Xenon tetrafluoride
別名	氟化氙(IV)
識別
CAS編號	13709-61-0  Y
PubChem	123324
ChemSpider	109927
SMILES	F[Xe](F)(F)F
InChI	1/F4Xe/c1-5(2,3)4
InChIKey	RPSSQXXJRBEGEE-UHFFFAOYAW
性質
化學式	XeF4
摩爾質量	207.2836 g·mol⁻¹
外觀	白色固體
密度	4.040 g/cm3 (固)
升華條件	117 °C (390 K)[1]
結構
配位幾何	D4h
分子構型	平面正方形
偶極矩	0 D
危險性
閃點	? °C
相關物質
相關化學品	二氟化氙、六氟化氙
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

製造

• 首次製備的方法：由Xe與F₂以1:2摩爾比反應得到。^[3][4]該反應是放熱反應，每摩爾反應放出251kJ的熱量。^[2]
• 放電合成法：將氙與氟按體積比1：2加入反應容器（溫度需控制在-78℃），放電條件為1100V、31mA到2800V、12mA，反應歷時3小時。電壓不能太高否則氙與氟發生燃燒反應。為了主要獲得四氟化氙，氟需要略微過量。

• 光化學合成法：在近紫外光照射下，氟與氙反應得到二氟化氙。它與氟混合在紫外線下繼續照射可得四氟化氙。如果條件適當，該法純度高，而且可以連續進行。

• 二氟化二氮氟化法：在200℃以下將二氟化二氮與氙共熱，主要得到四氟化氙。該法可以避免使用危險且難以製備的氟單質。

• 高能輻射合成法：用⁶⁰Co產生的γ射線或1.5MeV的電子流照射氙與氟的混合物。^[5]

物理性質

四氟化氙是一種無色固體，室溫下易升華。四氟化氙微溶於無水氟化氫，但並不電離。它不溶於全氟庚烷中，但可溶於NOF·3HF。^[5]

結構

1963年核磁共振譜與X射線晶體學數據顯示其四氟化氙的空間構型為平面正方形。^[6][7]四氟化氙為體心單斜晶系，X射線繞射法和中子繞射法測得Xe-F鍵鍵長約為190pm。

化學性質

四氟化氙在室溫下穩定，可以長期儲存在鎳制容器中，如果去除水和氟化氫也可保存在玻璃容器中。

• 它能被氫氣還原，該反應可用於分析鑑定：

${\displaystyle {\rm {\ XeF_{4}+2H_{2}{\xrightarrow {403K}}Xe+4HF}}}$

• 它與水強烈反應歧化，不需要酸性或鹼性介質：

${\displaystyle {\rm {\ 6XeF_{4}+12H_{2}O\rightarrow 2XeO_{3}+4Xe\uparrow +3O_{2}\uparrow +24HF}}}$

這個反應機理很複雜，Xe（IV）先發生歧化反應得到Xe（0）和Xe（VI），然後分別氧化水並放出氧氣。

• 可被氙還原成二氟化氙，也可被氟或二氟化二氧等強氟化劑氧化成六氟化氙：

${\displaystyle {\rm {\ XeF_{4}+Xe{\xrightarrow {673K}}2XeF_{2}}}}$

${\displaystyle {\rm {\ XeF_{4}+F_{2}{\xrightarrow {673K}}XeF_{6}}}}$

${\displaystyle {\rm {\ XeF_{4}+O_{2}F_{2}{\xrightarrow {140-195K}}XeF_{6}+O_{2}}}}$

• 四氟化氙是一種強氟化劑，在無水氟化氫中可將金屬鉑氟化成四氟化鉑：

${\displaystyle {\rm {\ XeF_{4}+Pt{\xrightarrow {HF}}Xe+PtF_{4}}}}$

它還能將稀土元素的三氟化物轉化為四氟化物，將四氟化硫氟化成六氟化硫（反應較慢）。

• 四氟化氙能與多種有機物發生氟化反應，芳香族化合物主要發生取代反應：^[5]

${\displaystyle {\rm {\ XeF_{4}+2CF_{3}CF=CF_{2}\rightarrow 2CF_{3}CF_{2}CF_{3}+Xe}}}$

• 它在撞擊或震動下都很穩定，不會爆炸性分解。但與有機物（例如四氫呋喃、二氧六環、丙酮、乙烯）接觸時會劇烈反應而引起燃燒。如果與氣態的乙醇或丙酮反應將發生爆炸。
• 氟磺酸中的-OSO₂F是電負性很高的基團，可取代四氟化氙中的氟原子形成衍生物：

${\displaystyle {\rm {\ XeF_{4}+2HOSO_{2}F\rightarrow F_{2}Xe(OSO_{2}F)_{2}+2HF}}}$

但後來化學家再次進行該實驗時，只得到了二氟化氙的衍生物。這可能是過去使用的四氟化氙不純造成的。^[5]

• 以下是四氟化氙參與的有機反應: