XeF6 + 3H2 = Xe + 6HF

служит для получения чистого ксенона.

Фториды ксенона проявляют окислительные свойства и по отношению к другим веществам, например:

XeF6 + 6KI = Xe + 3I2 + 6KF.

Вслед за фторидами ксенона удалось получить и фторид радона. Однако вследствие сильной радиоактивности радона это соединение мало изучено. Получены и фториды криптона KrF2 и KrF4, которые также оказались значительно менее устойчивыми, чем соответствующие соединения ксенона. Соединения же неона, аргона и гелия не получены.

Из кислородных соединений, помимо оксида ксенона (VΙ) XeO3, получены оксид ксенона (VΙΙΙ) XeO4, а также соответствующие им кислоты – Н6ХеО6 и Н4ХеО6. Хотя сами эти кислоты неустойчивы, их соли – ксенаты (например, Na4XeO6, Ba3XeO6) и перксенаты (например, Na6XeO6, Ba2XeO6) – при комнатной температуре представляют собой достаточно устойчивые кристаллические вещества. Получены также соли криптоновой кислоты – криптат бария BaKrO4 и др. Таким образом, благородные газы способны вступать в реакции и образовывать соединения с обычными ковалентными связями.

Вместе с тем уже известны и химические соединения благородных газов с ионной связью. Их удалось получить, используя для отрыва электронов от их атомов гексафторид платины PtF6 – газ тёмно-красного цвета, являющийся даже более сильным окислителем, чем фтор. Уравнение реакции взаимодействия ксенона с гексафторидом платины можно представить так:

+ _

Xe + PtF6 = Xe [PtF6].

Образовавшийся гексафторплатинат ксенона – твёрдое оранжевое вещество, имеющее ионную кристаллическую решётку.

Химия инертных элементов – это достижение науки последних десятилетий.

Известны также дифторид криптона KrF2, тетрафторид криптона KrF4 и дифторид радона RnF2. Тетрафторид ксенона XeF4 диспропорционирует в водной среде с образованием оксида ксенона(VI) и свободного ксенона:

6XeF4 + 12H2O = 2XeO3 + 24HF + 4Xe + 3O2

Склонен к диспропорционированию и XeF6:

4XeF6 + 18Ba(OH)2 = 3Ba2XeO6 +Xe +12BaF2 + 18H2O Из кислородных соединений ксенона(VIII) XeO4, неустойчивые кислоты H6XeO6, H4XeO6 и соли этих кислот. Благородные газы выделяют попутно при ректификации жидкого воздуха с целью получения кислорода. Гелий извлекают из природного газа глубоким охлаждением(гелий остается в газообразном состоянии).

Фториды ксенона

Настало время проверить правильность гипотезы о возможности прямого взаимодействия ксенона с фтором.

Смесь газов (1 часть ксенона и 5 частей фтора) поместили в никелевый (поскольку никель наиболее устойчив к действию фтора) сосуд и нагрели под сравнительно небольшим давлением. Через час сосуд быстро охладили, а оставшийся в нём газ откачали и проанализировали. Это был фтор. Весь ксенон прореагировал! Вскрыли сосуд и обнаружили в нём бесцветные кристаллы XeF4.

Тетрафторид ксенона оказался вполне устойчивым соединением, молекула его имеет форму квадрата с ионами фтора по углам и ксеноном в центре. Тетрафторид ксенона фторирует ртуть:

XeF4 + 2Hg → Xe + 2HgF2.

Платина тоже фторируется этим веществом, но только растворённым во фтористом водороде.

Интересно в химии ксенона то, что, меняя условия реакции, можно получить не только XeF4, но и другие фториды – XeF2, XeF6.

Советские химики В. М. Хуторецкий и В. А. Шпанский показали, что для синтеза дифторида ксенона совсем не обязательны жёсткие условия. По предложенному ими способу смесь ксенона и фтора (в молекулярном отношении 1 : 1) подаётся в сосуд из никеля или нержавеющей стали, и при повышении давления до 35 атм начинается самопроизвольная реакция.

Дифторид ксенона XeF2 можно получить, не пользуясь элементным фтором. Он образуется при действии электрического разряда на смесь ксенона и четырёхфтористого углерода. Возможен, конечно, и прямой синтез. Очень чистый XeF2 получается, если смесь ксенона и фтора облучить ультрафиолетом. Растворимость дифторида в воде невелика, однако раствор его – сильнейший окислитель. Постепенно он саморазлагается на ксенон, кислород и фтористый водород; особенно быстро разложение идёт в щелочной среде. Дифторид имеет резкий специфический запах.

Большой теоретический интерес представляет метод синтеза дифторида ксенона, основанный на воздействии на смесь газов ультрафиолетового излучения (длина волн порядка 2500–3500 Ǻ). Излучение вызывает расщепление молекул фтора F2 на свободные атомы. В этом и заключается причина образования дифторида: атомарный фтор необычайно активен.

Для получения XeF6 требуются более жёсткие условия: 700 °C и 200 атм. В таких условиях в смеси ксенона и фтора (отношение от 1 : 4 до 1 : 20) практически весь ксенон превращается в XeF6.

Гексафторид ксенона чрезвычайно активен и разлагается со взрывом. Он легко реагирует с фторидами щелочных металлов (кроме LiF):

XeF6 + RbF = RbXeF7,

но при температуре 50 °C эта соль разлагается:

2RbXeF7 = XeF6 + Rb2XeF8.

Сообщения о синтезе высшего фторида XeF8, устойчивого лишь при температуре ниже 77 K, не подтвердились.

Синтез первых соединений ксенона поставил перед химиками вопрос о месте инертных газов в периодической системе элементов. Прежде благородные газы были выделены в отдельную нулевую группу, что вполне отвечало представлению об их валентности. Но, когда ксенон вступил в химическую реакцию, когда стали известны его высший оксид XeO4 и оксифториды, в которых валентность ксенона равна VIII (а это вполне согласуется со строением его электронной оболочки), инертные газы решили перенести в VIII группу. Нулевая группа перестала существовать.

Созданы из фторидов

Заставить ксенон вступить в реакцию без участия фтора (или некоторых его соединений) пока не удалось. Все известные ныне соединения ксенона получены из его фторидов. Эти вещества обладают повышенной реакционной способностью. Лучше всего изучено взаимодействие фторидов ксенона с водой.

Гидролиз XeF4 в кислой среде ведет к образованию окиси ксенона XeO3 – бесцветных, расплывающихся на воздухе кристаллов. Молекула XeO3 имеет структуру приплюснутой треугольной пирамиды с атомом ксенона в вершине. Это соединение крайне неустойчиво; при его разложении мощность взрыва приближается к мощности взрыва тротила. Достаточно несколько сотен миллиграммов XeO3, чтобы эксикатор разнесло на куски. Не исключено, что со временем трёхокись ксенона будут использовать как взрывчатое вещество дробящего действия. Такая взрывчатка была бы очень удобна, потому что все продукты взрывной реакции газы.

Пока же использовать для этой цели трёхокись ксенона слишком дорого – ведь ксенона в атмосфере меньше, чем золота в морской воде, и процесс его выделения слишком трудоёмок. Напомню, что для получения 1 м³ ксенона нужно переработать 11 млн. м³ воздуха.

Соответствующая трёхокиси неустойчивая кислота шестивалентного ксенона H2XeO4 образуется в результате гидролиза XeF6 при 0 °C: