رباعي فلوريد الزينون XeF4

في الكيمياء إن مركب رباعي فلوريد الزينون وفي الإنجليزية: (Xenon tetrafluoride) عبارة عن مركب غير عضوي يتكون من الزينون مع الفلور، في هذا المركب يُظهر الزينون حالة أكسدة تبلغ +4، وهو عبارة عن مركب بلوري عديم اللون، يمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (XeF4)، يتم تحضيره عن طريق تسخين خليط غازي من الفلور والزينون، ولقد كان أول مركب ثنائي تم اكتشافه لغاز نبيل.

رباعي فلوريد الزينون

•  رباعي فلوريد الزينون عبارة عن مركب كيميائي يمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (XeF4)، ولقد كان أول مركب ثنائي تم اكتشافه لغاز نبيل، ويعرف بأنه مركب مستقر يتم تحضيره عن طريق خلط زينون غازي وفلور (F2)، ثم يتم تسخين الخليط إلى 400 درجة مئوية في وعاء نيكل، وبعد ذلك يتم تبريده من أجل الحصول على بلورات كبيرة عديمة اللون.

• يتم الحصول على  رباعي فلوريد الزينون بكميات جيدة عن طريق تسخين خليط من الزينون والفلور بنسبة مولارية 1: 5 عند 873 كلفن وضغط 7 بار في وعاء نيكل مغلق لبضع ساعات، إن هذا المركب يعتبر أحد المركبات الكيميائية القليلة التي تحتوي على غاز نبيل.

خصائص رباعي فلوريد الزينون

• لقد كان رباعي فلوريد الزينون أول مركب ثنائي تم اكتشافه يحتوي على غاز نبيل، يتكون من تفاعل (Xe و F2)، وهذه العملية طاردة للحرارة وتطلق طاقة مقدارها 251 كيلو جول لكل مول من الزينون، حيث يظهر المركب على شكل بلورات عديمة اللون، ويتم التفاعل وفقًا للمعادلة الكيميائية التالية:

Xe+2F2→XeF4

• إن رباعي فلوريد الزينون عبارة عن مادة صلبة بلورية عديمة اللون، وتذوب هذه المادة عند 390 كلفن، وهو عبارة عن عامل مؤكسد وفلور قوي، وهو جزيء مستو، ويمكن أن يتم تفسير تمثيل رابطة التكافؤ له إذا تمت ترقية إلكترونين من مدارات (5p) إلى مدار (5d).

• جزيء رباعي فلوريد الزينون شديد التكافؤ مع ستة أزواج إلكترونية حول ذرة الزينون المركزية (Xe)، وتتبنى هذه الأزواج ترتيب ثماني السطوح، أربعة من الأزواج عبارة عن أزواج مترابطة واثنان عبارة عن أزواج منفردة، ووفقًا لنظرية (VSEPR) يتم تقليل التنافر بين الأزواج المنفردة إذا كانت تقع على جوانب متقابلة من ذرة الزينون تاركة الأزواج الأربعة الاستوائية كأزواج رابطة.

تهجين رباعي فلوريد الزينون

• في مركب رباعي فلوريد الزينون يحدث التهجين في الذرة المركزية وهي الزينون (Xe)، وإذا نظرنا إلى غلاف التكافؤ لـ (Xe)، فهناك ما مجموعه ستة إلكترونات في مدار (5p) وإلكترونين في مدار (5s)، إذا لاحظنا الغلاف الخامس فهناك المدار (d و f) المداري حيث لا توجد إلكترونات، وفي تكوين (XeF4) اثنان من الإلكترونات المدارية (5p) والتي تتحرك في الحالة المثارة لملء المدارات الشاغرة (5d)، نتيجة لذلك هناك 4 إلكترونات غير مزاوجة تتضمن 2 في (5p) و 2 في مدارات (5d) ينتج عن هذا تهجين (sp³d²).

• في حالة الفلور فإنه ترتبط أربع ذرات من (F) مع هذه المدارات الأربعة نصف الممتلئة، ثم يتم بعد ذلك وضع ذرات الفلور هذه على جانبي الذرة المركزية، وهناك نقاط مهمة يجب تذكرها ومنها: تحتوي الذرة المركزية على 6 أزواج من الإلكترونات، اثنان منها عبارة عن إلكترونات زوجية واحدة، والتهجين في الزينون هو (sp3d2) لأن هناك انتقال 2 إلكترون من (p) إلى (d) المداري مما يؤدي إلى تكوين رابطة سيجما مع (F).

• يتكون رباعي فلوريد الزينون من إلكترونين منفردان، الآن إذا اتبعنا نظرية (VSEPR) فيجب أن يكون صافي التنافر الإلكتروني في حده الأدنى، مع هذا سوف يكتسبون حالة مستقرة، ومن أجل الوصول إلى هذه النقطة فيجب أن تقع الأزواج الوحيدة في مستوى عمودي ضمن ترتيب ثماني السطوح مقابل 180 درجة من بعضها البعض، لذلك فإن الهندسة الهيكلية لمركب (XeF4) مستوية مربعة.

الخواص الكيميائية لمركب رباعي فلوريد الزينون

• عندما يتفاعل رباعي فلوريد الزينون مع الهيدروجين عند 130 درجة مئوية فإنه يتم اختزاله إلى زينون، ويعمل هذا المركب كعامل مؤكسد قوي، وهو عبارة عن عامل مفلور جيد، وعندما يتفاعل مع خماسي فلوريد التساهمية مثل: (SbF5) أو (PF5) أو (AsF5) يؤدي ذلك إلى تشكيل مقاربات، وفي هذه التفاعلات يعمل (XeF4) كمانح أيون الفلورايد (قاعدة لويس) وخماسي فلوريد متقبل أيون الفلوريد (حمض لويس).

• عندما يتفاعل رباعي فلوريد الزينون مع الفلور فإنه ينتج فلوريد أعلى، كما أنه يتفاعل بعنف مع الماء، وذلك تبعا للمعادلات الكيميائية التالية على التوالي:

XeF4​ + F2​ → XeF6​

XeF4​ + H2​O → XeOF2​ + 2HF