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铂系金属的卤化物有哪些特点? 1

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在讨论铂系金属的卤化物时,我们主要关注二元卤化物。铂系金属能形成多种氧化态的卤素络合物,这些络合物与水合卤化物有密切关联,因此需要在各自的元素中进行讨论。

六氟化物是其中最有趣的化合物,除了Pd的六氟化物尚未知晓外,其他铂系金属都能形成六氟化物。OsF6是Os在300℃时氟化的正常产物,是铂系金属中最稳定的化合物。其他六氟化物是氟化反应的最初产物,但由于热不稳定性,必须在气相中冷却后收集。当铂丝在氟中用电流点火后,会继续反应并产生红色蒸气的PtF6。

六氟化物的稳定性顺序为W>Re>Os>Ir>Pt,和Ru>Rh。它们会解离成氟和较低价的氟化物。PtF6是已知最强的氧化剂之一,与氧反应会产生O2+PtF6-和Xe(PtF6)n。化合物的挥发性随着质量的增加而降低。

所有六氟化物都是非常活泼和腐蚀性的物质,通常需要在Ni或蒙乃尔合金器皿中处理,必要时可使用石英器皿。在室温下,只有PtF6和RhF6会与玻璃反应。除了热解离外,紫外线照射也会引起六氟化物分解成较低价的氟化物。六氟化物与水蒸气发生水解反应,与水反应激烈,例如IrF6与水反应生成HF、O2、O3和水合IrO2,而OsF6与水反应生成OsO4、HF和OsF6-。六氟化物具有八面体构型,其磁性和光谱性质已经得到了详细研究。

五氟化物是通过热分解MF6或金属的控制氟化得到的。例如,Ru在300℃时氟化的正常产物是RuF5,PtCl2在350℃时氟化的正常产物是PtF5。OsF5通常是通过OsF6的紫外分解或在IF5中用I2还原得到。Rh的氟化在400℃下产生RhF5,Ir的氟化在约360℃下产生IrF5。

所有五氟化物都具有相同的晶体结构,也是活泼且可水解的物质。最显著的特点是聚合形成具有非线性M-F-M桥的四聚物,类似于Nb、Ta和Mo的五氟化物。加热时,颜色会发生变化,例如绿色的[OsF5]4→绿色液体→兰色液体→无色蒸气,这可能是由于解聚的原因。

四氟化物可以通过以下反应得到:

10RuF5+I2→10RuF4+2IF5

W(CO)6

OsF6——OsF4

BrF3(1)               加热

RhCl3——RhF4·2BrF3——RhF4

上述BrF3加合物的形成是制备重金属氟化物中一个常见的特点。这些加合物可以是离子型的,例如[BrF2+]2·MF26-,但更可能是氟桥物种或单桥聚合物。

四氟化物在遇水时会剧烈水解。在PdF4和PtF4中,金属位于两个平面四面体的中心,形成八配位结构(参考UCl)。

三氟化物通常通过还原法制备。例如,RuF3可以通过以下反应得到:

5RuF5+I2——>2IF5+5RuF5

Rh或RhCl3在500~600℃下直接氟化产生RhF3,固体RhF3不与水或碱作用。IrF3只能通过间接还原IrF6的方法制备,例如在50℃下用Ir还原。Rh和Ir的三氟化物具有稍微畸变的ReO3结构。

二氟化物可以通过以下反应制备:

PdPdF6+SeF4-——>2PdF2+SeF6

这只是Pd的一个简单化合物,它是顺磁性化合物,磁矩与观察到的八面体配位一致。Pd2+离子也存在于PdPdF6、PdSnF6和PdGeF6化合物中,可以通过将BrF3加入PdBr2和SnBr4的混合物来制备这些化合物。

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