Esafluoruro di Xeno: proprietà, sintesi, reazioni

L’esafluoruro di xeno è un composto inorganico avente formula XeF₆ ed è il composto fluorurato dello xeno che contiene più atomi di fluoro. Gli altri composti sono infatti il difluoruro di xeno e il tetrafluoruro di xeno. Il pioniere nel campo dei composti contenenti gas nobili fu il chimico  britannico Neil Bartlett che nei primi anni ’60 ottenne composti fluorurati dello xeno abbattendo la vecchia idea che i gas nobili non potessero formare composti.

Proprietà dell’esafluoruro di xeno

L’esafluoruro di xeno in cui lo xeno ha numero di ossidazione +6 è un solido incolore a temperatura ambiente facilmente volatile mentre allo stato liquido e gassoso è di colore giallo. È un composto stabile che può essere conservato in contenitori di nichel

Lo xeno ha configurazione elettronica [Kr] 4d¹⁰, 5s², 5p⁶ e ha pertanto otto elettroni di valenza. A seguito della promozione di tre elettroni dell’orbitale 5p all’orbitale 5d lo xeno presenta sei elettroni spaiati e forma orbitali ibridi sp³d³ tramite i quali si lega a sei atomi di fluoro.

La geometria molecolare dell’esafluoruro di xeno è pertanto quella di un ottaedro distorto

Sintesi

Esso è preparato facendo reagire lo xeno con un eccesso di  fluoro in rapporto molare di 1:20 in un recipiente di nichel alla temperatura di 250-300°C e alla pressione di 50-60 atm:
Xe + 3 F₂ → XeF₆

Può essere ottenuto anche per ossidazione del tetrafluoruro di xeno con perossido di fluoro alla temperatura di – 130°C e sotto pressione:

XeF₄ + O₂F₂ → XeF₆ + O₂

Reazioni

L’esafluoruro di xeno reagisce con:

• biossido di silicio per dare XeOF₄ e tetrafluoruro di silicio:
  2 XeF₆ + SiO₂ → 2 XeOF₄ + SiF₄

La reazione prosegue fino all’ottenimento dei XeO₃ che è un composto esplosivo

2 XeOF₄ + SiO₂ → 2 XeO₂F₂ + SiF₄
2 XeO₂F₂ + SiO₂ → 2 XeO₃ + SiF₄

• fluoruro di sodio per dare Na₂XeF₈
  XeF₆ + 2 NaF → Na₂XeF₈

• idrogeno per dare xeno e fluoruro di idrogeno:
  XeF₆ + 3 H₂ → Xe + 6 HF

L’esafluoruro di xeno agisce da donatore di ioni fluoruro reagendo con:

• trifluoruro di boro per dare pentafluoroxeno e tetrafluoroborato:
  XeF₆ + BF₃ → [XeF₅]⁺ + [BF₄]^–

• pentafluoruro di fosforo per dare pentafluoroxeno e esafluorofosfato:
  XeF₆ + PF₅ → [XeF₅]⁺ + [PF₆]^–

Usi

L’esafluoruro di xeno viene utilizzato quale agente ossidante e come fluorurante