Loading article…
| |||
| |||
| 名前 | |||
|---|---|---|---|
| 推奨されるIUPAC名
二フッ化二酸素 | |||
| 体系的なIUPAC名
フッ素酸素次亜フッ素酸塩 | |||
その他の名前
| |||
| 識別子 | |||
| |||
3Dモデル（JSmol）
|
| ||
| 略語 | フーフ | ||
| チェビ |
| ||
| ケムスパイダー |
| ||
| 1570 | |||
パブケム CID
|
| ||
| ユニ |
| ||
CompTox ダッシュボード ( EPA )
|
| ||
| |||
| |||
| プロパティ | |||
| お 2ふ 2 | |||
| モル質量 | 69.996 グラムモル−1 | ||
| 外観 | 固体としてはオレンジ、 液体としては赤 | ||
| 密度 | 1.45 g/cm 3 (沸点) | ||
| 融点 | −154 °C (−245 °F; 119 K) | ||
| 沸点 | −57 °C (−71 °F; 216 K) と推定 | ||
| 他の溶媒への 溶解性 | 分解する | ||
| 熱化学 | |||
熱容量 ( C )
|
62.1 J/(モル·K) | ||
標準モル
エントロピー ( S ⦵ 298 ) |
277.2 J/(モル·K) | ||
標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 ) |
19.2kJ/モル | ||
ギブスの自由エネルギー (Δ f G ⦵ )
|
58.2 kJ/モル | ||
| 関連化合物 | |||
関連化合物
|
|||
| 危険 | |||
| GHSラベル: | |||
   
| |||
| 危険 | |||
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |||
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
| |||
二フッ化酸素は、分子式O 2 F 2のフッ素と酸素の化合物です。橙赤色の固体として存在し、-163 °C (110 K) で赤色の液体に溶けます。非常に強力な酸化剤であり、 -160 °C (113 K) でも 1日あたり 4% の割合で酸素とフッ素に分解します。そのため、室温での寿命は非常に短いです。[1]二フッ化酸素は、遭遇するほぼすべての化学物質 (通常の氷を含む)と激しく反応するため、擬音語のニックネームFOOF (化学構造と爆発性にちなんで) が付けられています。[2]
準備
二フッ化酸素は、フッ素ガスと酸素の1:1混合物を低圧（7～17 mmHg（0.9～2.3 kPa ）が最適）で2.1～2.4 kV 、25～30 mAの放電にかける ことで得られる。[3]
同様の方法は、 1933年にオットー・ラフによって初めて合成された。[4]別の合成法では、O
2およびF
2ステンレス鋼容器で−196℃（77.1 K）に冷却し、その後、元素を3 MeVの 制動放射線を数時間照射する方法。3つ目の方法は、フッ素と酸素の混合物を700℃（1,292°F）に加熱し、液体酸素で急冷する方法である。[5]これらの方法はすべて、次の式に従って合成する
。
- お
2+ F
2→ お
2ふ
2
また、二フッ化オゾンの熱分解によっても発生する。[6]
- 20時
3ふ
2→ 20
2ふ
2+ O プラス
2
構造と特性
Oで
2ふ
2酸素は、通常とは異なる酸化状態+1 に割り当てられます。他のほとんどの化合物では、酸素の酸化状態は -2 です。
二フッ化二酸素の構造は過酸化水素Hの構造に似ている。
2お
2二面角が大きく、90°に近づいており、C 2 対称性を有している。この形状は、 VSEPR 理論の予測と一致している。
二フッ化二酸素内の結合は、特にO−O距離が非常に短く、O−F距離が長いため、かなりの推測の対象となってきました。O−O結合長は、二酸素分子OのO=O二重結合の距離120.7 pmから2 pm以内です。
2これを説明するため、いくつかの結合システムが提案されているが、その中には、フッ素原子上の孤立電子対とO−O結合のπ軌道との間の反発によって不安定化され長くなったO−F単結合を含むO−O三重結合が含まれる。 [7]フッ素孤立電子対が関与する反発は、フッ素分子内の長く弱い共有結合にも関与している。
計算化学によれば、二フッ化酸素はO−O結合の回転障壁が非常に高く、81.17kJ/molである（過酸化水素では29.45kJ/mol）。これはO−F結合解離エネルギー81.59kJ/molに近い。[8]
二フッ化二酸素の19 F NMR 化学シフトは865 ppmで、これはフッ素原子核で記録された化学シフトの中では群を抜いて高い値であり、この化合物の並外れた電子特性を強調している。その不安定性にもかかわらず、Oの熱化学データは
2ふ
2がまとめられている。[9]
反応性
この化合物は容易に酸素とフッ素に分解します。-160℃（113K）の温度でも、このプロセスにより 毎日4％が分解します[1] 。
- お
2ふ
2→ お
2+ F
2
この不安定な化合物のもう一つの主な特性は酸化力であるが、ほとんどの実験反応は-100℃（173 K）付近で行われている。[10]この化合物を用いたいくつかの実験では、一連の火災と爆発が起きた。O
2ふ
2エチルアルコール、メタン、アンモニア、さらには氷水も含まれる。[10]
彼氏あり
3およびPF
5対応するジオキシゲニル塩が得られる：[1] [11]
- 20時
2ふ
2+ 2 PF
5→ 2 [お
2]+
[PF
6]−
+ F
2
用途
この化合物は今のところ実用化されていないが、理論的には興味深い。ロスアラモス国立研究所はこれを用いて、前例のない低温で六フッ化プルトニウムを合成した。これは、従来の合成方法では生成した六フッ化プルトニウムが急速に分解するほどの高温が必要だったため、非常に重要なことであった。[12]
参照
参考文献
- ^ abc Holleman, AF; Wiberg, E. (2001).無機化学.アカデミックプレス. ISBN 978-0-12-352651-9。
- ^ Lowe, Derek (2010-02-23). 「私が扱わないもの：二フッ化二酸素」www.science.org . 2022年5月26日閲覧。
- ^ Kwasnik, W. (1963). 「二フッ化二酸素」。Brauer, G. (編)。分取無機化学ハンドブック。第 1 巻 (第 2 版)。NY: Academic Press。p. 162。
- ^ ラフ、O.メンセル、W. (1933)。 「ノイエ・ザウエルストフフッ素：O」
2ふ
2および OF". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie . 211 (1–2): 204–208. doi :10.1002/zaac.19332110122. - ^ ミルズ、トーマス(1991)。「液相二フッ化二酸素の直接合成」。フッ素化学ジャーナル。52 (3): 267–276。doi :10.1016/S0022-1139(00)80341-3。
- ^ キルシェンバウム、AD; グロス、AV (1959)。「オゾンフッ化物または三酸素二フッ化物、O
3ふ
2「アメリカ化学会誌.81 ( 6):1277.doi : 10.1021/ja01515a003. - ^ Bridgeman, AJ; Rothery, J. (1999). 「混合ハロゲンおよび過酸化水素の結合」Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions . 1999 (22): 4077–4082. doi :10.1039/a904968a.
- ^ Kraka, Elfi; He, Yuan; Cremer, Dieter (2001). 「FOOF の量子化学的記述: その平衡形状を予測するという未解決の問題」. The Journal of Physical Chemistry A. 105 ( 13): 3269–3276. Bibcode :2001JPCA..105.3269K. doi :10.1021/jp002852r.
- ^ Lyman, John L. (1989). 「二フッ化酸素 (O2F2) と二フッ化酸素 (O2F) の熱力学的性質」(PDF) . Journal of Physical and Chemical Reference Data . 18 (2). American Chemical Society and the American Institute of Physics for the National Institute of Standards and Technology: 799. Bibcode :1989JPCRD..18..799L. doi :10.1063/1.555830. 2016年3月4日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2013年8月5日閲覧。
- ^ ab Streng, AG (1963). 「二フッ化二酸素の化学的性質」アメリカ化学会誌. 85 (10): 1380–1385. doi :10.1021/ja00893a004.
- ^ Solomon, Irvine J.; Brabets, Robert I.; Uenishi, Roy K.; Keith, James N.; McDonough, John M. (1964). 「新しいジオキシゲニル化合物」.無機化学. 3 (3): 457. doi :10.1021/ic50013a036.
- ^ Malm, JG; Eller, PG; Asprey, LB (1984). 「二フッ化二酸素を用いた六フッ化プルトニウムの低温合成」アメリカ化学会誌. 106 (9): 2726–2727. doi :10.1021/ja00321a056.
外部リンク
- パーフルオロペルオキシド、Linstrom, Peter J.、Mallard, William G. (編著); NIST Chemistry WebBook、NIST 標準参照データベース番号 69、国立標準技術研究所、ゲイサーズバーグ (MD)