Sloučeniny vzácných plynů – Web o chemii, elektronice a programování

Obsah

Vzácné plyny jsou prvky 18. skupiny periodické soustavy prvků. Až do roku 1962 nebyly známy žádné sloučeniny těchto plynů, kdy byla provedena reakce xenonu s fluoridem platinovým, která poskytla XePtF₆. Inspirací pro tuto reakci byla příprava sloučeniny O₂PtF₆, protože ionizační energie O₂ je podobná ionizační energii xenonu.[1] Krátce poté byla připravena první binární sloučenina, fluorid xenoničelý (XeF₄), zahříváním směsi xenonu s fluorem.[2]

Sloučeniny helia

Helium je nejmíň reaktivní prvek, jeho první ionizační energie je 24,57 eV je nejvyšší. Odpuzování mezi atomy helia a jinými prvky lze překonat vysokým tlakem. Tak lze připravit např. fázi Na₂He, která je stabilní při tlaku nad 113 GPa a tvoří krystalickou mřížku, i když helium nevytváří chemickou vazbu.[6] Fáze byla připravena v diamantové cele, do které byl vložen tenký plátek sodíku a zbylý prostor byl naplněn plynným heliem. Tlak v cele byl monitorován pomocí Ramanovy spektroskopie a průběh procesu byl monitorován synchrotronovou RTG difrakcí.

Dále jsou známy klathráty helia s ledem a také endohedrální deriváty fullerenů (He@C₆₀ a He₂@C₆₀).

Sloučeniny neonu

Dosud není známá žádná sloučenina neonu, pouze molekulární ionty obsahující neon, např. Ne_mHe_n⁺, TiNe⁺, ZrNe²⁺, NbNe²⁺ a další.[3]

Sloučeniny argonu

První připravenou sloučeninou argonu byl komplex s karbonylem wolframu, ArW(CO)₅. Ten byl připraven roku 1975. V roce 2000 byl připraven ArHF reakcí fluorovodíku s argonem na povrchu iodidu cesného při teplotě 8 K (-265 °C). Tato sloučenina je stabilní pouze do teploty 17 K.

Sloučeniny kryptonu

Nejjednodušší sloučeninou kryptonu je KrF₂, ten ovšem nelze připravit syntézou z prvků, musí se používat náročnější postupy, např. syntéza v elektrickém výboji, který zajišťuje atomizaci fluoru.[4] Fluorid kryptonatý vytváří soli se silnými Lewisovými kyselinami. Tyto soli obsahují kationty KrF⁺ nebo Kr₂F₃⁺.

V roce 1963 byla popsána příprava KrF₄ působením elektrického výboje na směs fluoru a kryptonu, později se ale ukázalo, že jde opět o KrF₂.

Reakcí KrF₂ s [HC≡NH][AsF₆] při teplotě −50 °C lze připravit kationt s vazbou Kr-N — [HC≡N–Kr–F]⁺.

V roce 2020 byla publikována práce popisující první přípravu sloučeniny FKrCF.

Sloučeniny xenonu

Jak už bylo uvedeno výše, první sloučeninou xenonu byl XePtF₆ připravený reakcí xenonu s PtF₆.[5]

Xe + PtF₆ → XePtF₆

Dále známe poměrně velké množství sloučenin xenonu, halogenidy XeF₂, XeF₄ a XeF₆. Oxidy a oxohalogenidy: XeO₂, XeO₃, XeO₄, XeOF₂, XeOF₄, XeO₂F₂, atd.

V roce 2020 byla publikována práce popisující první přípravu sloučeniny FXeCF.

Laserovou ablací zlata v atmosféře plynného xenonu lze získat ionty obsahující vazbu Xe-Au. Pomocí hmotností spektrometrie bylo zjištěno, že jejich složení odpovídá vzorci AuXe₃⁺. Tomu odpovídají dvě možné struktury, pomocí infračervené spektroskopie a DFT výpočtů bylo určeno, že se jedná o lineární izomer.[7]