29.Инертные газы: общая характеристика. Химические свойства инертных газов, свойства фторидов ксенона. Кислородные соединения ксенона.

Элементы 8-й группы: гелий Не, неон Ne, аргон Аг, криптон Ki, ксенон Хе и радон Rn — называют инертными (или благородными) газами. Электронная конфигурация— ns². Атомы остальных инертных газов на внешнем уровне имеют восемь валентных электронов, что отвечает устойчивой электронной конфигурации. Полностью завершенная конфигурация внешнего электронного слоя (в случае гелия и неона) или наличие октета электронов обусловливает высокие значения энергий ионизации атомов инертных газов и, как следствие, их низкую химическую активность. Способность атомов этих элементов вступать в химически реакции возрастает с ростом атомного радиуса вследствие ослабления притяжения валентных электронов к ядру. При движении вниз по группе последовательно уменьшаются значения энергий возбуждения и энергий ионизации. Энергия ионизации ксенона оказывается меньше энергии ионизации молекулы кислорода, что побудило Н. Бартлетта провести синтез XePtF6 по методике, разработанной для аналогичной соли оксигенила O₂[PtF₆]^-. К настоящему времени получены химические соединения лишь тяжелых инертных газов: криптона, ксенона и радона.

Химические свойства. Истинные химические соединения получены лишь для криптона, ксенона и радона*. Лучше всего изучена химия ксенона, так как соединения криптона крайне неустойчивы, а радон радиоактивен.

Взаимодействие ксенона со фтором приводит к образованию смеси фторидов, в которой в зависимости от условий проведения реакции преобладает ди-, тетра- или гексафторид. Удобным методом синтеза дифторида,

позволяющим избежать прямого фторирования, является окисление ксенона фторидом серебра(П) в присутствии кислоты Льюиса:

2AgF2 + 2BF3 + Xe = XeF2 + 2AgBF4

Взаимодействие ксенона с гексафторидом платины, позволившее Бартлетту в 1962 г. открыть соединения инертных газов, недавно вновь привлекло внимание ученого. Бартлетт доказал, что желтое вещество, образующееся при взаимодействии ксенона и гексафторида платины в соотношении 1:1, представляет собой полимер (XeF)^+(PtF5)^~, ПРИ нагревании превращающийся в красные кристаллы XeF+Pt2FT,. Фториды ксенона представляют собой бесцветные летучие кристаллические вещества, легко гидролизующиеся. Дифторид ксенона образует неустойчивые растворы, которые в течение нескольких часов разлагаются:

2XeF2 + 2Н20 = 2Хе + 4HF + 02

Тетра- и гексафторид ксенона гораздо более чувствительны к влаге воздуха — при попадании в воду они мгновенно гидролизуются с образованием оксида Хе03*:

6XeF4 + 12Н20 = 2Хе03 + 4Хе + 302 + 24HF

XeF6 + ЗН20 = Xe03 + 6HF

В присутствии следовых количеств воды образуются оксофториды ксенона: XeOF4 — бесцветная летучая жидкость и Xe02F2 — бесцветные летучие кристаллы:

XeF6 + Н20 = XeOF4 + 2HF

Хе03 + XeOF4 = 2Xe02F2

Фториды ксенона являются сильными окислителями. Они превращают броматы в перброматы, иодаты в периодаты, серу в гексафторид, соли марганца(IV) в перманганаты:

3XeF2 + S = ЗХе + SF6

5XeF2 + 2Mn(N03)2 + 16КОН = 2KMn04 + 10KF + 4KN03 + 8H20 + 5Xe

На этом основано использование фторидов ксенона в синтезе высших фторидов переходных металлов:

XeF2 + 2CeF32-^ Xe + 2CeF4

Другим важным свойством фторидов ксенона является их способность выступать как донорами, так и акцепторами фторид-ионов. Донорные свойства убывают в ряду XeF2 > XeF6 > XeF4. С PF5, AsF5, SbF5, PtF5 и другими типичными кислотами Льюиса наиболее легко взаимодействует дифторид ксенона,

образуя соли [XeF]+[MF6r, [Xe2F3]+[MF6]_: