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稀有氣體及其化學性質 一、物理性質 稀有氣體都是單原子分子稀有氣體，在通常條件下乙炔報警器，它們都是氣體。 二、化學性質 氙的氟化物和含氧化合物 1．氙的氟化物 XeF2、XeF4、XeF6 (1) Xe(g) F2 (g) 400C,1atm XeF2 (s) Xe(g) 2F2 (g) 600C,6atm XeF4 (s) Xe(g) 3F2 (g) 300C,60atm XeF6 (s) （Xe : F2 = 1:20） XeF4 (s) F2 (g) XeF6 (s) （在常壓下） (2) a．氙的氟化物都與水發生反應： XeF2 在水中的溶解放出刺激性臭味，在酸性溶液中水解很慢稀有氣體，但在堿 性溶液中水解很快： 2XeF2(s) + 2H2O(l) 2Xe(g) + 4HF(l) + O2(g) XeF2 在堿性溶液中發生 Redox 反應： XeF2 (s) 2OH (aq) Xe(g) 1 2 O2 (g) 2F (aq) H2O(l) XeF4 在水中既發生歧化反應，又發生氧化還原反應： 6XeF4(s) + 12H2O(l) 2XeO3(s) + 4Xe(g) + 3O2(g) + 24HF(l) 分解成：3XeF4(g) + 6H2O(l) 3Xe(g) + 3O2(g) + 12HF(l) （與水的氧化還原反應） 3XeF4(s) + 6H2O(l) 2XeO3(s) + Xe(g) + 12HF(l)（歧化反應） 149 b．氙的氟化物都是強氧化劑 XeF2(s) + CH2＝CH2(g) CH2F－CH2F(s) + Xe(g) XeF4(s) + 2SF4(g) 2SF6(g) + Xe(g) XeF6(g) + 8NH3(g) Xe(g) + N2(g) + 6NH4F(s) 可以使 HCl → Cl2稀有氣體，Ce(III) → Ce(IV)，NH3 → N2 XeF6 化學性質非常活潑，甚至與石英反應： 2XeF6(g) + SiO2(s) 2XeOF4(l) + SiF4(g) XeF6 在堿性條件下也能發生歧化反應： 4XeF6 + 18Ba(OH)2 3Ba2XeO6 + Xe + 12BaF2 + 18H2O c．氙的氟化物都是良好的氟化劑 2．氙的氧化物 RbF(s) + XeF6(s) XeF2(s) + SbF5(l) 2XeF2(s) + SbF5(l) RbXeF7(s) [XeF][SbF6](s) [Xe2 F3 ][SbF6 ] (s) (1) a．XeO3 由 XeF4 和 XeF6 水解制得。

b．XeO4 由 XeF6 在 Ba(OH)2 中歧化制得的高氙酸鋇 Ba2XeO6，高氙酸 鋇再與硫酸反應制得： Ba2XeO6(s) + 2H2SO4(aq) (2) a．穩定性 2BaSO4(s) + XeO4(g) + 2H2O(l) 無色無味 XeO3(s)中含有 XeO3 分子。XeO3 在水中穩定，但在固態 時 XeO3 會發生爆炸（雖然該反應經常在動力學上很慢）。它在 OH－ 介質中形成 HXeO4 離子： 此離子發生緩慢歧化硫化氫報警器，得到 XeO 4 6 ： XeO3(s) + OH－(aq) 150 HXeO 4 K = 1.5×103 8OH 4HXeO4 或者： 2HXeO4 (aq) 2OH (aq) Xe 3XeO64 6H2O XeO64 (aq) Xe(g) O2 (g) 2H2O(l) 因此可以得出這樣的結論：對于氙的含氧化物，在酸性和中性溶液中 Xe (VI) 穩定；在堿性溶液中 Xe (VIII) 穩定。 XeO4 是一種氣體，正四面體幾何構型。XeO4 緩慢分解成 XeO3 和 O2，當 XeO4 固態時，即使在室溫下仍然會發生爆炸。

b．氧化性 高氙酸鹽是最強的氧化劑之一。它能把 Mn2+ 分別氧化成 M nO4 、 ClO 3 、 ClO 4 5XeO 4 6 + 2Mn2+ + 9H+ 5HXeO 4 2MnO 4 + 2H2O c．在堿性溶液中，高氙酸鹽的主要形式是 HXeO36 ，它被水緩慢還 原，然而在酸性溶液中 H2XeO62 H 三、分子構型 HXeO4 H2O 1 2 O2 1．符合 VSEPR 理論 XeF2 XeF4 XeO3 XeO4 XeOF4 XeO2F2 X eO 4 6 AB2E3 AB4E2 AB3E AB4 AB5E AB4E AB6 sp3d sp3d2 sp3 sp3 sp3d2 sp3d sp3d2 直線型 平面四方 三角錐型 正四面體 四方錐型 四面體 正八面體 151 2．特殊構型 XeF6 152

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