Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Difluoruro de dioxígeno

−1 \n| Appearance = orange as a solid red as a liquid\n| Density = 1.45 g/cm 3 (at b.p.)\n| Solvent = other solvents\n| SolubleOther = decomposes\n| MeltingPtC = −154\n| Boiling...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita

El difluoruro de dioxígeno es un compuesto de flúor y oxígeno con la fórmula molecular O₂F₂ . Puede existir como un sólido de color naranja rojizo que se funde en un líquido rojo a −163 ° C (110 K) . Es un oxidante extremadamente fuerte y se descompone en oxígeno y flúor incluso a −160 °C (113 K) a una tasa del 4 % por día ; por lo tanto, su vida útil a temperatura ambiente es extremadamente corta. [ 1 ] El difluoruro de dioxígeno reacciona vigorosamente con casi cualquier sustancia química con la que entra en contacto (incluido el hielo común ). [ 2 ]    

Preparación

El difluoruro de dioxígeno se puede obtener sometiendo una mezcla 1:1 de flúor y oxígeno gaseosos a baja presión (7–17 mmHg (0,9–2,3 kPa ) es óptimo) a una descarga eléctrica de 25–30 mA a 2,1–2,4 kV . [ 3 ]    

Un método similar fue utilizado para la primera síntesis por Otto Ruff en 1933. [ 4 ] Otra síntesis implica la mezcla de O2 yF2 en unrecipientede acero inoxidable−196°C (77,1K), seguido de la exposición de los elementos a  3 MeV  bremsstrahlung durante varias horas. Un tercer método requiere calentar una mezcla de flúor y oxígeno a 700 °C (1292 °F) y luego enfriarla rápidamente usando oxígeno líquido . [ 5 ] Todos estos métodos implican síntesis según la ecuación  

O2 +F2 → O2 F2

También surge de la descomposición térmica del difluoruro de ozono : [ 6 ]

2 O3 F2 → 2O2 F2 +O2

Estructura y propiedades

En O2 F2 , al oxígeno se le asigna el estado de oxidacióninusualde +1. En la mayoría de sus otros compuestos, el oxígeno tiene un estado de oxidación de −2.

La estructura del difluoruro de dioxígeno se asemeja a la del peróxido de hidrógeno , H2 O2 , en su granángulo diedro, que se aproxima a 90° ysimetría2. Esta geometría se ajusta a las predicciones dela teoría VSEPR.

Estructura del difluoruro de dioxígeno

El enlace dentro del difluoruro de dioxígeno ha sido objeto de considerable especulación, particularmente debido a la distancia O−O muy corta y las largas distancias O−F. La longitud del enlace O−O está dentro de 2 pm de la distancia de 120,7 pm para el doble enlace O=O en la molécula de dioxígeno , O2. Se han propuesto varios sistemas de enlace para explicar esto, incluyendo untriple enlacecon enlaces simples O−F desestabilizados y alargados por la repulsión entre lospares solitariosen los átomos de flúor y losorbitalesπ del enlace O−O. [ 7 ] La repulsión que involucra a los pares solitarios del flúor también es responsable delenlace covalente largo y débil en la molécula de flúor.

La química computacional indica que el difluoruro de dioxígeno tiene una barrera de rotación extremadamente alta de 81,17  kJ/mol alrededor del enlace O−O (en el peróxido de hidrógeno la barrera es de 29,45  kJ/mol); esto es cercano a la energía de disociación del enlace O−F de 81,59  kJ/mol. [ 8 ]

El desplazamiento químico de RMN de 19F del difluoruro de dioxígeno es de 865 ppm, que es, con mucho, el desplazamiento químico más alto registrado para un núcleo de flúor, lo que subraya las extraordinarias propiedades electrónicas de este compuesto. A pesar de su inestabilidad, los datos termoquímicos para O 2 FSe han compilado 2. [ 9 ]

Reactividad

El compuesto se descompone fácilmente en oxígeno y flúor. Incluso a una temperatura de −160 °C (113 K) , el 4 % se descompone cada día [ 1 ] mediante este proceso:  

O2 F2 → O2 +F2

La otra propiedad principal de este compuesto inestable es su poder oxidante , aunque la mayoría de las reacciones experimentales se han llevado a cabo cerca de −100 °C (173 K) . [ 10 ] Varios experimentos con el compuesto dieron como resultado una serie de incendios y explosiones. Algunos de los compuestos que produjeron reacciones violentas con O  2 F2 incluyenalcohol etílico,metano,amoníacoe inclusohielo de agua. [ 10 ]

Con BF3 yPF5 , da lasde dioxigenilo: [ 1 ] [ 11 ]

2 O2 F2 + 2PF5 → 2[O2 ] +[PF6 ] −+ F2

Usos

Actualmente, este compuesto no tiene aplicaciones prácticas, pero ha sido de interés teórico. El Laboratorio Nacional de Los Alamos lo utilizó para sintetizar hexafluoruro de plutonio a temperaturas excepcionalmente bajas, lo cual fue significativo porque los métodos de preparación anteriores requerían temperaturas tan altas que el hexafluoruro de plutonio resultante se descomponía rápidamente. [ 12 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 Holleman, AF; Wiberg, E. (2001). Química inorgánica . Academic Press . ISBN 978-0-12-352651-9.
  2. ↑ Lowe, Derek (23 de febrero de 2010). "Cosas con las que no trabajaré: difluoruro de dioxígeno" . www.science.org . Consultado el 26 de mayo de 2022 .
  3. ↑ Kwasnik, W. (1963). "Difluoruro de dioxígeno". En Brauer, G. (ed.). Manual de química inorgánica preparativa . Vol. 1 (2.ª ed.). Nueva York: Academic Press. pág. 162.   
  4. ^ Ruff, O.; Mensel, W. (1933). "Neue Sauerstofffluoruro: O2 F2 und OF".Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie.211(1–2):204–208.doi:10.1002/zaac.19332110122.
  5. ↑ Mills, Thomas (1991). "Síntesis directa de difluoruro de dioxígeno en fase líquida" . Journal of Fluorine Chemistry . 52 (3): 267– 276. doi : 10.1016/S0022-1139(00)80341-3 .
  6. ↑ Kirshenbaum, AD; Grosse, AV (1959). "Ozono fluoruro o difluoruro de trioxígeno, O3 F2 ".Journal of the American Chemical Society.81(6): 1277.doi:10.1021/ja01515a003.
  7. ↑ Bridgeman, AJ; Rothery, J. (1999). "Enlace en peróxidos de halógeno e hidrógeno mixtos". Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions . 1999 (22): 4077– 4082. doi : 10.1039/a904968a .
  8. ↑ Kraka, Elfi; He, Yuan; Cremer, Dieter (2001). "Descripciones químicas cuánticas de FOOF: El problema sin resolver de predecir su geometría de equilibrio". The Journal of Physical Chemistry A . 105 (13): 3269– 3276. Bibcode : 2001JPCA..105.3269K . doi : 10.1021/jp002852r .
  9. ↑ Lyman, John L. (1989). "Propiedades termodinámicas del difluoruro de dioxígeno (O₂F₂ ) y del fluoruro de dioxígeno (O₂F ) " (PDF) . Journal of Physical and Chemical Reference Data . 18 (2). American Chemical Society y American Institute of Physics para el National Institute of Standards and Technology: 799. Bibcode : 1989JPCRD..18..799L . doi : 10.1063/1.555830 . Archivado del original (PDF) el 4 de marzo de 2016. Recuperado el 5 de agosto de 2013 .
  10. 1 2 Streng, AG (1963). "Las propiedades químicas del difluoruro de dioxígeno". Journal of the American Chemical Society . 85 (10): 1380– 1385. doi : 10.1021/ja00893a004 .
  11. ↑ Solomon, Irvine J.; Brabets, Robert I.; Uenishi, Roy K.; Keith, James N.; McDonough, John M. (1964). "Nuevos compuestos de dioxigenilo". Química inorgánica . 3 (3): 457. doi : 10.1021/ic50013a036 .
  12. ↑ Malm, JG; Eller, PG; Asprey, LB (1984). "Síntesis a baja temperatura de hexafluoruro de plutonio utilizando difluoruro de dioxígeno". Journal of the American Chemical Society . 106 (9): 2726– 2727. doi : 10.1021/ja00321a056 .
  • Perfluoroperóxido enLinstrom, Peter J.; Mallard, William G. (eds.); NIST Chemistry WebBook , Base de datos de referencia estándar NIST número 69 , Instituto Nacional de Estándares y Tecnología, Gaithersburg (MD)