Гексафтороплатинат ксенона¶

Гексафтороплатинат ксенона — неорганическое комплексное соединение с формулой Xe[PtF₆], представляющее собой соль, в которой ксенон выступает в роли катиона, а гексафтороплатинат(VI) — в роли комплексного аниона. Это вещество стало первым синтезированным химическим соединением благородного газа, что опровергло господствовавшую в середине XX века теорию о полной химической инертности элементов VIII группы.

¶История открытия

Соединение было впервые получено в 1962 году канадским химиком Нилом Бартлеттом в Университете Британской Колумбии. Бартлетт обратил внимание, что потенциал ионизации ксенона (12,13 эВ) близок к потенциалу ионизации молекулярного кислорода (12,2 эВ). Поскольку ему было известно, что гексафторид платины PtF₆ способен окислять кислород с образованием соединения [O₂]⁺[PtF₆]⁻, он предположил, что аналогичная реакция возможна и с ксеноном.

Смешав газообразный ксенон с красными парами гексафторида платины при комнатной температуре, Бартлетт наблюдал образование жёлтого твёрдого продукта. Первоначально он идентифицировал вещество как Xe[PtF₆], однако дальнейшие исследования показали, что состав продукта нестехиометричен и может варьироваться. Открытие было опубликовано в журнале Proceedings of the Chemical Society в июне 1962 года и произвело сенсацию в научном мире, положив начало химии благородных газов.

¶Строение и свойства

Гексафтороплатинат ксенона представляет собой твёрдое кристаллическое вещество жёлтого или оранжевого цвета. Соединение крайне реакционноспособно и чувствительно к влаге: при контакте с водой оно гидролизуется с выделением ксенона, кислорода и фтористоводородной кислоты.

Точная структура вещества долгое время оставалась предметом дискуссий. Рентгеноструктурный анализ показал, что соединение не является простой ионной парой Xe⁺[PtF₆]⁻. В кристаллической решётке присутствуют фрагменты [XeF]⁺ и анионные комплексы [PtF₆]⁻, а также возможны мостиковые фторидные связи. Таким образом, формулу правильнее записывать как [XeF]⁺[PtF₆]⁻ или рассматривать как смешанный продукт, содержащий ксенон в степенях окисления +1 и +2.

Соединение термически нестабильно: при нагревании выше 50 °C разлагается с выделением фторидов ксенона и тетрафторида платины.

¶Значение для химии

Открытие гексафтороплатината ксенона имело фундаментальное значение для неорганической химии:

• Оно доказало, что благородные газы способны вступать в химические реакции, что привело к пересмотру периодического закона и учебных курсов химии.
• Реакция Бартлетта стимулировала интенсивные исследования фторидов ксенона: уже в 1962–1963 годах были получены дифторид XeF₂, тетрафторид XeF₄ и гексафторид XeF₆.
• Соединение продемонстрировало возможность использования гексафторида платины как мощного окислителя в неорганическом синтезе.

Впоследствии аналогичные реакции были проведены с криптоном и радоном, что расширило химию тяжёлых благородных газов. Гексафтороплатинат ксенона не нашёл практического применения в промышленности из-за высокой стоимости реагентов, сложности синтеза и чрезвычайной реакционной способности, однако его историческая роль в развитии химии является ключевой.

¶Методы получения

Основной метод синтеза — прямая реакция газообразного ксенона с гексафторидом платины при комнатной температуре или лёгком нагревании:

Xe + PtF₆ → Xe[PtF₆]

Реакция проводится в вакуумированной стеклянной или никелевой аппаратуре, поскольку PtF₆ реагирует с водой и большинством органических веществ. Выход продукта зависит от молярного соотношения реагентов и температуры. При избытке ксенона образуются продукты с большим содержанием фтора, например XeF₂·PtF₅.

¶Литература

• Бартлетт Н. // Proceedings of the Chemical Society. — 1962. — С. 218.
• Гринвуд Н., Эрншо А. Химия элементов. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. — Т. 2.
• Некрасов Б. В. Основы общей химии. — М.: Химия, 1973. — Т. 1.