Tetrachlorek ksenonu

Tetrachlorek ksenonu
Nazewnictwo
	Nomenklatura systematyczna (IUPAC)
konst.	tetrachlorek ksenonu, chlorek ksenonu(4+), chlorek ksenonu(IV)
	Inne nazwy i oznaczenia
Stocka	chlorek ksenonu(IV)
inne	daw. czterochlorek ksenonu
	Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	XeCl4
Masa molowa	273,10 g/mol
	Identyfikacja
Numer CAS	14989-42-5
Niebezpieczeństwa
	Globalnie zharmonizowany system; klasyfikacji i oznakowania chemikaliów
	Wiarygodne źródła oznakowania tej substancji; według kryteriów GHS są niedostępne.
	Podobne związki
Podobne związki	XeCl; 2, XeF; 4

Tetrachlorek ksenonu (nazwa Stocka: chlorek ksenonu(IV)), XeCl
4 – nietrwały nieorganiczny związek chemiczny ksenonu na IV stopniu utlenienia z chlorem.

Obliczenia teoretyczne

W celu ustalenia, czy związek ten jest stabilny przeprowadzone zostały teoretyczne obliczenia termodynamiczne. Ciepło tworzenia z pierwiastków w reakcji Xe _(g) + 2 Cl_{2 (g)} → XeCl_{4 (g)} oszacowano na 50,9–61,1 kcal/mol, a energię dysocjacji w reakcji ¼ XeCl_{4 (g)} → ¼ Xe _(g) + Cl na 13,3–15,8 kcal/mol. Oznaczało to, że tetrachlorek ksenonu może istnieć, jednak nie będzie związkiem stabilnym. Obliczony potencjał jonizacji XeCl₄ wynosi 11,5 eV. Niska stabilność XeCl₄ została później potwierdzona za pomocą symulacji wykorzystujących poszerzoną teorię perturbacyjną Rayleigh-Schroedingera I i II rzędu.

Próby syntezy

Próba jego otrzymania poprzez podmianę atomów fluoru atomami chloru w reakcji XeF₄ z BCl₃ zakończyła się niepowodzeniem – pośród produktów zamiast XeCl₄ wykryto Xe, Cl₂ i BF₃. Niezwykle krótko żyjące cząsteczki związku udało się natomiast uzyskać za pomocą reakcji jądrowej. Powstawanie XeCl₄ zaobserwowano bowiem podczas badania rozpadu β⁻ anionu ¹²⁹ICl₄-. Reakcję, która nastąpiła, można zapisać następująco:

¹²⁹ICl₄- → ¹²⁹XeCl₄ + e⁻ + ν_e

Reakcja przeprowadzona została w temperaturze 4,2 K z wykorzystaniem K¹²⁹ICl₄·H₂O, zawierającego izotop 129 jodu o okresie półtrwania 1,6×10⁶ lat; powstający z niego ¹²⁹Xe jest izotopem stabilnym. Efekt reakcji wykryto poprzez detekcję promieniowania gamma o energii 40 keV, które było wynikiem przejścia jądra atomu ¹²⁹Xe z pierwszego stanu wzbudzonego do stanu podstawowego. Na tej podstawie oszacowano minimalny czas, przez który cząsteczka XeCl₄ zachowuje stabilność, na ∼10⁻⁹ s.

Właściwości

W trakcie badań ¹²⁹XeCl₄ metodą spektroskopii Mössbauera zmierzono, że średni okres trwania atomu ¹²⁹Xe w stanie wzbudzonym wynosi 1,46×10⁻⁹ s. Udało się również ustalić, że na każdym z atomów chloru w cząsteczce tetrachlorku ksenonu istnieje cząstkowy ładunek −0,5 e.

Potencjalne zastosowanie

Istnieje możliwość zastosowania XeCl₄ do naprawy masek fotolitograficznych. W procesie tym nadmiarowa warstwa chromu osadzona na powierzchni kwarcu jest usuwana za pomocą skoncentrowanej wiązki jonów, które powstają w wyniku oddziaływania wiązki elektronów z tak dobranym gazem, aby efektywnie trawić chrom, ale jednocześnie w możliwie małym stopniu naruszać powierzchnię kwarcu. Obliczenia wskazują, że XeCl₄ ma odpowiednie właściwości do tego celu.

Zobacz też

elektronolitografia

Uwagi

Przypisy

↑ James H. Waters, Harry B. Gray. „Journal of the American Chemical Society”. 85 (6), s. 825–826, 1963. DOI: 10.1021/ja00889a045.
↑ Charles E. Melton, Hubert W. Joy. Calculated Ionization Potential of Chloro- and Fluoromethanes, Tetrafluoromethane (CF₄), Xenon Tetrafluoride (XeF₄), and Xenon Tetrachloride (XeCl₄). „The Journal of Chemical Physics”. 42 (8), s. 2982, 1965. DOI: 10.1063/1.1703282.
↑ E. Lombardi, L. Pirola, G. Tarantini, L. Jansen i inni. Validity of the three-center, four-electron model for stability of rare gas halides on the basis of exchange perturbation theory. „International Journal of Quantum Chemistry”. 8 (3), s. 335–345, 1974. DOI: 10.1002/qua.560080303.
↑ N. Bartlett. The chemistry of the noble gases. „Endeavour”. 23 (88), s. 3–7, 1964. ISSN 0160-9327.
↑ Haner, Jamie, Schrobilgen, Gary J. The Chemistry of Xenon(IV). „Chemical Reviews”. 115 (2), s. 1255–1295, 2015. DOI: 10.1021/cr500427p.
1 2 G.J. Perlow, M.R. Perlow. Mössbauer Effect Evidence for the Existence and Structure of XeCl₄. „The Journal of Chemical Physics”. 41 (4), s. 1157, 1964. DOI: 10.1063/1.1726022.
↑ G. J. Perlow, M. R. Perlow: Production of xenon compounds by the β-decay of iodine in iodine compounds. W: Chem. Effects Nucl. Transformations, Proc. Symp., Vienna 7-11 December 1964. T. 2. Wiedeń: International Atomic Energy Aagency, 1965, s. 443–458. [dostęp 2015-08-28].
↑ G.J. Perlow, M.R. Perlow. Studies of Xenon Chlorides and Other Xenon Compounds by the Mössbauer Effect in ¹²⁹Xe^*. „The Journal of Chemical Physics”. 48 (3), s. 955, 1968. DOI: 10.1063/1.1668848.
↑ Bret T., Hoffmann P., Rossi C., Multone X.; FEI Company: Method of selective etching by using a focused ion beam, an electron beam or a laser beam; patent US7670956. 2010. [dostęp 2015-08-28].

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[Waters-1] James H. Waters, Harry B. Gray. „Journal of the American Chemical Society”. 85 (6), s. 825–826, 1963. DOI: 10.1021/ja00889a045.

[Melton-2] Charles E. Melton, Hubert W. Joy. Calculated Ionization Potential of Chloro- and Fluoromethanes, Tetrafluoromethane (CF₄), Xenon Tetrafluoride (XeF₄), and Xenon Tetrachloride (XeCl₄). „The Journal of Chemical Physics”. 42 (8), s. 2982, 1965. DOI: 10.1063/1.1703282.

[Lombardi-3] E. Lombardi, L. Pirola, G. Tarantini, L. Jansen i inni. Validity of the three-center, four-electron model for stability of rare gas halides on the basis of exchange perturbation theory. „International Journal of Quantum Chemistry”. 8 (3), s. 335–345, 1974. DOI: 10.1002/qua.560080303.

[Bartlett_1964-4] N. Bartlett. The chemistry of the noble gases. „Endeavour”. 23 (88), s. 3–7, 1964. ISSN 0160-9327.

[Haner-5] Haner, Jamie, Schrobilgen, Gary J. The Chemistry of Xenon(IV). „Chemical Reviews”. 115 (2), s. 1255–1295, 2015. DOI: 10.1021/cr500427p.

[Perlow_1964-6] 1 2 G.J. Perlow, M.R. Perlow. Mössbauer Effect Evidence for the Existence and Structure of XeCl₄. „The Journal of Chemical Physics”. 41 (4), s. 1157, 1964. DOI: 10.1063/1.1726022.

[Perlow_1965-7] G. J. Perlow, M. R. Perlow: Production of xenon compounds by the β-decay of iodine in iodine compounds. W: Chem. Effects Nucl. Transformations, Proc. Symp., Vienna 7-11 December 1964. T. 2. Wiedeń: International Atomic Energy Aagency, 1965, s. 443–458. [dostęp 2015-08-28].

[Perlow_1968-8] G.J. Perlow, M.R. Perlow. Studies of Xenon Chlorides and Other Xenon Compounds by the Mössbauer Effect in ¹²⁹Xe^*. „The Journal of Chemical Physics”. 48 (3), s. 955, 1968. DOI: 10.1063/1.1668848.

[Bret-9] Bret T., Hoffmann P., Rossi C., Multone X.; FEI Company: Method of selective etching by using a focused ion beam, an electron beam or a laser beam; patent US7670956. 2010. [dostęp 2015-08-28].