氟氧化合物

氟氧化合物概述

常见的氧氟化合物

1.二氟化氧，分子式 OF2

二氟化氧是最早发现的氟氧化物。为无色无味的有毒气体，摄氏200度开始分解，产物为氧气和氟气，250度迅速分解。是最稳定的氟氧化合物。因为其热稳定性好，所以其活性和氧化性弱于氟，氧化还原电位为2.2。

二氟化氧是很强的氧化剂和氟化剂，常温下可以将氮气氧化，生成物为三氟化氮和二氧化氮，可以将惰性气体氙氧化成+4价，可以和氢气反应，生成水和氟化氢，缓慢水解，产物为氟化氢和氧气。也可以和绝大多数金属和非金属反应。

二氟化氧不能通过氟和氧直接化合制取，通常用氟通过2%的氢氧化钠溶液获得，或者电解10%的氟化钠溶液得到

2F2 + 2NaOH==2NaF + H2O + OF2↑

这个反应中，氢氧化钠溶液的浓度必须是百分之二，否则会有其他产物，比如氧气，臭氧产生。

2.二氟化二氧，分子式O2F2

O2F2的制取和性质同O3F2,O4F2,O5F2,O6F2基本一样，所以把它们归位一类。

其中，O4F2,O5F2,O6F2因为极其不稳定，分子结构还没有完全确定。

它们的制取方法:

将氧气和氟气的混合物冷却，全部液化，然后进行辉光放电合成，随着氟和氧的量和反应的控制条件的变化，反应产物也有不同，分别是O2F2,O3F2,O4F2,O5F2,O6F2。它们的合成条件如下表所示:

这几个氟氧化合物，随着含氧原子的增多，性质越来越不稳定，氧化性也随着越来越强。比如O2F2，零下160度开始分解，到零下95度分解速度明显加快，而到了零下57度立即分解完毕。而O6F2在零下213度合成后就会开始分解，到零下183度会迅速分解完，产物为氟气和氧气，以及少量的臭氧。

化学性质:由于以上几个氟氧化物均不稳定，对它们的研究都不多，其中O2F2的研究多一些。它们均是很强的氧化剂和氟化剂。氧化性随着含氧原子的增多而增强。氧化能力介于氟气分子----氟原子之间，基本和氟原子相当了。

以二氟化二氧为例:

二氟化二氧是一种性质极其不稳定的化合物，即使在-160℃的情况下也能缓慢分解氟气和氧气。分解速率约为每天4%。二氟化二氧只能在-57℃以下稳定存在。其性状为黄色晶体(熔点以下)和黄色油状液体(熔点以上)。

二氟化二氧的氧化性极强，基本和氟原子的氧化性相当。在低于-100℃的极低温度下也能与所有的金属和非金属反应(氦氖氩除外)。 如二氟化二氧可以将黄金氧化成+5价，将硫元素从0价氧化成+6价，将惰性气体氙，从0价氧化成+6价，甚至能将一部分氟离子氧化成氟单质。O2F2还能和惰性气体氪发生反应，生成二氟化氪和氧气

O2F2+Kr===KrF2+O2 反应条件:零下160度，日光照射或者紫外线照射

这也说明二氟化二氧的极强氧化性，而且这个反应不可逆。即O2F2的氧化性与KrF2的氧化性相当或者更强。

这个反应实质是利用O2F2的不稳定，会分解成氧气和氟气，同时零下160度的时候氪也处于液态，有比气态强的多的活性。而且在光照状态，氧原子和氟原子都是处于激发状态，拥有平时强的多的夺取电子的能力。特别是氟原子获得了比平时更强的氧化能力，从而从氪那里抢的电子。(注意此时氧气为气态，氟原子的氧化能力不能夺取气态氧分子中的电子，而氪在零下157度即被液化，物质在液态活性最大)

氟原子的氧化电位，为3.057，有些资料认为是3.03，二氟化二氧应该和这一数据很接近，或者相当。二氟化氪也和氟原子的氧化性差不多。

3.氧的正价盐，即O2+

第一个含有O2+离子的化合物是在1962年获得，即用六氟化铂蒸汽和氧气反应，获得六氟合铂酸二氧。氧为+1/2价，即一个氧气分子失去一个电子，而不是一个氧原子失去一个电子。需要注意的是这个反应必须是六氟化铂蒸汽，才能和氧气化合，固态的不行。

之后陆续发现的O2+化合物有，O2AsF6 O2BF4 ,O2SbF6等几个。其中，六氟化铂，三氟化硼，五氟化砷，五氟化锡，五氟化锑都是强的路易斯酸，有很强的亲氟性，所以才会产生O2+的盐，其他元素没有这样的性质。

如:氟本来没有能力直接将氧气氧化，当有强路易斯酸五氟化砷存在的情况下，由于五氟化砷的亲氟性，增强了氟的氧化性，导致反应可以发生:

O2+F2+AsF5====O2AsF6 反应条件:高温或者强光照射，五氟化砷起了催化作用，同时也参与反应。

O2+化合物的性质:

结构表明O2+离子中的氧O----O比氧气分子中的O---键长要短，所有的二氧基盐都是顺磁性的。二氧基盐都不稳定，常温迅速分解，只有六氟合砷酸二氧和六氟合锑酸二氧比较稳定，在有惰性气体存在的情况下100度以上才会分解。所有的二氧基盐都是很强的氧化剂，氧化性和氟相当。都会和水发生水解反应，放出氧气和少量的臭氧。

4.次氟酸及其衍生物

次氟酸，化学式 HOF

1971年美国的化学家斯图尔杰和阿佩里曼在0℃以下，用被氮气稀释的氟气在细冰上缓慢通过制得。该物质极为不稳定，容易爆炸分解，分解产物为氟化氢和氧气。在乙腈中却相对稳定的多。

该化合物中，氧为零价，氟为-1价，氢为+1价。次氟酸的真实架构是H-O-F，即氧通过单键分别和氢以及氟相连。

但是所谓的正负化合价其实是一个很古老也很迂腐的概念，在后来尤其是有机中根本不会用到。

因为正负化合价的规定对于共价键来说，看共用的电子对偏向哪边。偏向的那个原子算带负电多一些算负价。

所以，氧吸引电子的能力比氢强，和氢结合的时候算+1，而又比不过氟，和氟结合算-1，算在一起是就出现了尴尬的0价。

次氟酸有较强的酸性和氧化性，酸性和盐酸差不多，氧化性和氧气接近，可以氧化碘离子。次氟酸见水分解，没有水溶液。

关于次氟酸的研究以及应用都不多

次氟酸的衍生物:如CF3OF、 SF5OF 、NO2OF等都是已知的，但涉及的研究以及应用很少。