XeOF2, F2OXeN identisch mit CCH3 und XeOF2.nHF: seltene Beispiele für Xe(IV)-Oxidfluoride
Die Synthesen von XeOF2, F2OXeNCCH3 und XeOF2.nHF und ihre strukturelle Charakterisierung werden in dieser Studie beschrieben. Alle drei Verbindungen sind bei Temperaturen nahe 0 Grad C explosiv. Über XeOF2 war zwar schon früher berichtet worden, es war jedoch nicht als reine Verbindung isoliert worden. Xenonoxiddifluorid wurde nun in CH3CN-Lösung durch 19F-, 17O- und 129Xe-NMR-Spektroskopie charakterisiert. Die Raman-Spektren von XeOF2, F2OXeNCCH3 und XeOF2.nHF im festen Zustand wurden mit Hilfe von 16O/18O- und 1H/2H-Anreicherungsstudien und elektronischen Strukturberechnungen zugeordnet. Im festen Zustand ist die Struktur von XeOF2 ein schwach assoziiertes, planares Monomer, was frühere Spekulationen, dass es eine polymere Kettenstruktur besitzen könnte, ausschließt. Die Geometrie von XeOF2 stimmt mit einer trigonalen bipyramidalen AX2YE2-VSEPR-Anordnung überein, die zu einer T-förmigen Geometrie führt, in der die beiden freien Valenzelektronen-Lone-Pairs und die Xe-O-Bindungsdomäne die trigonale Ebene besetzen und die Xe-F-Bindungsdomänen trans zueinander und senkrecht zur trigonalen Ebene stehen. Quantenmechanische Berechnungen und die Raman-Spektren von XeOF2.nHF deuten darauf hin, dass die Struktur wahrscheinlich ein einzelnes HF-Molekül enthält, das an Sauerstoff H-gebunden und auch schwach F-koordiniert an Xenon ist. Die Röntgenkristallstruktur von F2OXeNCCH3 bei niedriger Temperatur (-173 °C) zeigt eine lange Xe-N-Bindung, die quer zur Xe-O-Bindung verläuft, und eine geometrische Anordnung um Xenon, bei der die direkt an Xenon gebundenen Atome koplanar sind und CH3CN als vierter Ligand in der Äquatorialebene wirkt. Die beiden Fluoratome sind vom Sauerstoffatom weg in Richtung der Xe-N-Bindung verschoben. Die Struktur enthält zwei Gruppen kristallographisch unterschiedlicher F2OXeNCCH3-Moleküle, bei denen die gebogene Xe-N-C-Einheit entweder in oder außerhalb der XeOF2-Ebene liegt. Die Geometrie um Xenon ist konsistent mit einer AX2YZE2-VSEPR-Anordnung von Bindungspaaren und einsamen Elektronenpaaren und stellt ein seltenes Beispiel einer Xe(IV)-N-Bindung dar.