氙二氟化物 | 13709-61-0

• 物质功能分类: 有机原料 - 有机氟化合物
• 分子结构分类: 无机化合物 - 均质非金属化合物 - 均质惰性气体
• 中文名称: 氙二氟化物
• 中文别名: 四氟化氙
• 英文名称: xenon tetrafluoride
• 英文别名: tetrafluoroxenon
• CAS: 13709-61-0
• 化学式: F₄Xe
• 分子量: 207.284
• InChiKey: RPSSQXXJRBEGEE-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 熔点：
  129 °C(lit.)
• 沸点：
  115.73°C (estimate)
• 密度：
  4.32 g/mL at 25 °C(lit.)
• 溶解度：
  与H2O反应
• 稳定性/保质期：
  <p><b></b></p>

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  1.68
• 重原子数：
  5
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  0
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  4

安全信息

• 危险等级：
  5.1
• 危险品标志：
  O
• 危险类别码：
  R26,R8,R34,R25
• 危险品运输编号：
  UN 3087 5.1/PG 2
• WGK Germany：
  3
• RTECS号：
  ZE1294166
• 包装等级：
  I
• 危险类别：
  5.1

制备方法与用途

强氧化剂：二氟化氙

发现与性质

二氟化氙（XeF2），也称为二氟代氙，于1962年被首次发现。它是一种强氧化剂和氟化剂，外观为无色透明晶体状，在室温下容易升华，并带有恶臭气味。其熔点为303 K，具有极佳的选择性和反应速度。遇水易分解，在中性或碱性溶液中也可分解；在酸性溶液中较为稳定。二氟化氙遇到易燃物可燃烧。

理化性质

二氟化氙为无色透明的四方晶体，相对密度4.32（25/4℃），熔点129℃，固体蒸气压为4.6×133.322Pa(25℃)。其蒸汽也是无色且有恶臭味。易溶于无水氟化氢、氟化亚硝酰•三(氟化氢)和五氟化碘，并不发生电离。能被氢还原生成氙和氟化氢，与氟反应可生成四氟化氙或六氟化氙。

二氟化氙遇水分解过程复杂，在日光直射下，可通过氙与氟的反应制得。

产品特性

相比四氟化氙、六氟化氙，二氟化氙氧化性及氟化性较为温和，安全性较好。在水溶液中作为氧化剂使用时，可与溴酸钠发生反应生成高溴酸钠；非水溶液中则作为氟化剂使用，具有良好的选择性。

在有机氟化物、无机氟化物的制备方面，二氟化氙因其作为氟化剂使用会释放出氙，且氙可回收再利用制成二氟化氙，展现出循环经济的良好效果。此外，二氟化氙还应用于核工业和新材料制备中，如生产氟氮双掺氧化石墨烯、红外荧光氮掺杂石墨烯及氟掺杂螺旋碳纳米管等。

在化学气相工艺中，二氟化氙作为氟化剂使用可对硅表面进行刻蚀。它具有高良品率和低成本的优点，在MEMS（微机电系统）蚀刻工艺中有广泛应用。

由于其选择性和出色的覆盖范围，二氟化氙可用于制作非常长的底切，并避免沟槽和连接孔侧壁上的阻挡层过度刻蚀，提高微观上的刻蚀均匀性。因此常用于制备二氟化氙气相刻蚀阻挡层。

用途

一种制备二氟化氙气相刻蚀阻挡层的方法包括：将二氟化氙气体喷洒到裸露的阻挡层表面；采用光束仅照射电介质层上表面的阻挡层，从而提高该区域的刻蚀速率，降低沟槽和连接孔侧壁上的阻挡层的刻蚀速率。这种方法能有效防止过度刻蚀，并提升微观刻蚀均匀性。

制备方法

二氟化氙通过加热条件下使氙与氟反应来制备。

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  氙二氟化物 在 水 作用下， 以 水 为溶剂， 以30-40的产率得到
  参考文献：
  名称：

  Kirshenbaum, A. D.; Grosse, A. V., Science, 1963, vol. 142, p. 580 - 580

  摘要：

  DOI：
• 作为产物：
  描述：

  六氟化氙 在 BrF₅ 作用下， 以90%的产率得到氙二氟化物
  参考文献：
  名称：

  Jacob, E.; Lentz, D.; Seppelt, K., Zeitschrift fur Anorganische und Allgemeine Chemie

  摘要：

  DOI：

文献信息

• Fluorine Compounds of Xenon and Radon
  作者：C. L. Chernick、H. H. Claassen、P. R. Fields、H. H. Hyman、J. G. Malm、W. M. Manning、M. S. Matheson、L. A. Quarterman、F. Schreiner、H. H. Selig、I. Sheft、S. Siegel、E. N. Sloth、L. Stein、M. H. Studier、J. L. Weeks、M. H. Zirin

  DOI：10.1126/science.138.3537.136

  日期：1962.10.12

  Xenon and fluorine combine readily. Xenon tetrafluoride is a colorless crystalline material, stable at room remperature. The existence of at least one other fluoride and two oxyfluorides has been demonstrated. The heaviest "inert gas," radon, also reacts with fluorine, yielding a compound less volatile than xenon tetrafluoride.

  氙气和氟很容易结合。四氟化氙是一种无色结晶材料，在室温下稳定。已经证明存在至少一种其他氟化物和两种氟氧化物。最重的“惰性气体”氡也会与氟反应，产生一种比四氟化氙更不易挥发的化合物。
• <b>Photochemical Preparation of Xenon Difluoride</b>
  作者：James L. Weeks、Cedric L. Chernick、Max S. Matheson

  DOI：10.1021/ja00882a063

  日期：1962.12

  Xenon difluoride was prepared in relatively pure form by the photochemically induced reaction of xenon and fluorine at room temperature. Infrared spectra of the products of some irradiations showed an irtense band with peaks at 549 and 565 cm/sup -1/ due to XeF/sub 2/ and showed no absorption at 590 cm/sup -1/ where XeF/sub 4/ has a strong absorptton. XeF/sup 2/ is a solid at room temperature and easily

  二氟化氙是在室温下通过氙和氟的光化学诱导反应以相对纯净的形式制备的。由于 XeF/sub 2/，一些辐照产物的红外光谱显示在 549 和 565 cm/sup -1/ 处有峰值，并且在 590 cm/sup -1/ 处没有吸收，其中 XeF/sub 4/ 具有强吸收剂。XeF/sup 2/ 在室温下是一种固体，很容易形成晶体，这些晶体可以很容易升华或在容器的稍微冷却的壁上生长。室温粉末图案表明电池是体认证的四边形，a = 4.318 和 c = 6.993 kx。它似乎具有约 2 毫米的室温蒸气压。(PCH)
• <b>Preparation of XeF₄ (Xenon Tetrafluoride) by Electric Discharge</b>
  作者：A. D. Kirshenbaum、L. V. Streng、A. G. Streng、A. V. Grosse

  DOI：10.1021/ja00886a035

  日期：1963.2

  The apparatus and conditions used in the preparation of XeF/sub 4/ by electric discharge are described. A gas mixture of l volume Xe 2 volumes F/sub 2/ was used, and a quantitative yield of XeF/sub 4/ was obtained. The composition of the product was confirmed by several methods. (D.L.C.)

  描述了用于通过放电制备 XeF/sub 4/ 的设备和条件。使用1体积Xe 2 体积F/sub 2/ 的气体混合物，并获得XeF/sub 4/ 的定量产率。产品的成分通过几种方法确认。(DLC)
• Xenon Difluoride and the Nature of the Xenon-Fluorine Bond
  作者：P. A. Agron、G. M. Begun、Henri A. Levy、A. A. Mason、C. G. Jones、D. F. Smith

  DOI：10.1126/science.139.3557.842

  日期：1963.3

  Xenon reacts with fluorine to form XeF2 which can be isolated before it reacts with fluorine to form XeF4. The linear configuration of XeF2 with the 2.00-A bond length and the vibrational force constants support the assignment of 10 electrons to the valence shell of xenon. Similar arguments support the assignment of 12 and 14 valence electrons respectively to xenon in XeF4 and XeF6.

  氙与氟反应形成 XeF2，在与氟反应形成 XeF4 之前可以将其分离。具有 2.00-A 键长和振动力常数的 XeF2 的线性构型支持将 10 个电子分配给氙的价壳层。类似的论点支持将 12 和 14 个价电子分别分配给 XeF4 和 XeF6 中的氙气。
• Complex compounds of xenon hexafluoride with the alkali fluorides
  作者：R.D. Peacock、H. Selig、I. Sheft

  DOI：10.1016/0022-1902(66)80380-9

  日期：1966.11

  The complex salts CsXeF7, RbXeF7, C2XeF8 and Rb2XeF8 have been prepared and characterized, and evidence is presented for the existence of K2XeF8 and Na2XeF8. The decomposition pressures of CsXeF7 and RbXeF7 have been measured. The liquid density of XeF6 has been determined over the range 50–76°, but attempts to measure the conductance of a solution of CsXeF7 in XeF6 have not been successful.

  已经制备并表征了复合盐CsXeF 7，RbXeF 7，C 2 XeF 8和Rb 2 XeF 8，并提供了存在K 2 XeF 8和Na 2 XeF 8的证据。测量了CsXeF 7和RbXeF 7的分解压力。XeF 6的液体密度已确定在50-76°的范围内，但是尝试测量CsXeF 7在XeF 6中的溶液的电导的尝试并未成功。