強氧化劑(四大最強氧化劑)
關于氧化劑中學化學里有介紹,氧化還原化學反應中得到電子的物質稱為氧化劑,
這種得電子的性質稱為氧化性,氧化性的決定因素是該物質中高價態元素的得電子傾向,另外氧化性還可能受PH值和分子穩定性影響,在這里不一一贅述。根據物質的得電子能力強弱,可將氧化劑分為強氧化劑、中等強度氧化劑與弱氧化劑,一般以氧氣和鐵離子為界,氧化性超過氧氣的物質為強氧化劑,弱于鐵離子的為弱氧化劑,兩者之間的為中等強度氧化劑。
常見的氧化劑有①非金屬單質如F2、O3、Cl2、O2、Br2、I2、S、P、Si等(其氧化性強弱與非金屬活動性基本一致);②含有變價元素的高價化合物,如KMnO4、KClO3、濃 H2SO4 、HNO3、MnO2 、FeCl3等;③金屬陽離子如:Fe3+、Cu2+,Ag+等。其中氟氣的氧化性最強,是已知的最強的氧化劑之一,究其原因是因為氟是已知元素中非金屬性最強的元素,這使得其沒有正氧化態。氟的基態原子價電子層結構為2s2 2p5,且氟具有極小的原子半徑,因此具有強烈的得電子傾向。氟氣可以與除氮氧氦氖氬氪元素以外所有的單質直接化合,且條件比氧容易的多,反應也更加劇烈,氟氣和氫氣在冷暗處相遇即爆炸化合,常溫下木炭和鐵絲通入氟氣便會劇烈燃燒,甚至黃金在受熱后也會在氟氣中燃燒。
最近化學界發現的強氧化劑,大于或者和氟氣相當的有:二氟化氪,二氟化二氧,二氟化氧,六氟化氙, 四氧化氙,三氧化氙,六氟化鉑,三氟化氯,三氟化氯等,氧化性綜合排名:二氟化氪≥二氟化二氧>四氧化氙>三氧化氙≥六氟化氙>二氟化氧>四氟化氙≥六氟化鉑(六氟化銠)>氟氣≥三氟化氯>二氟化氙>高鐵酸(鹽)>臭氧>過硫酸(鹽),
下面介紹其中幾種較為典型的氧化劑:
二氟化氪:分子式KrF2,由氟和氪低溫混合放電得到。二氟化氪在常溫下不能存在,當環境溫度超過零下30度就會開始分解,已知的兩個反應:①二氟化氪將黃金氧化,黃金從零價升高到+5價,這也是金的最高價。該反應高于零度即可發生,溫度越高反應越快,但同時有一部分二氟化氪分解,注意溫度不要超過25度,否則二氟化氪會迅速分解而不會和黃金反應。②二氟化氪將惰性氣體氙氧化成 +6價 ,該反應零下30度即可發生。
二氟化二氧:分子式:O2F2,二氟化二氧分子結構類似過氧化氫,這種化合物極不穩定,制成后便會緩慢分解。溫度升高到零下160度的時候,每天可以分解4%,溫度升高到零下95度的時候分解速度明顯加快,到溫度繼續升高到零下57的時候會迅速分解完,所以二氟化二氧參與反應,溫度應控制在零下100度左右,不要高于零下95度。 O2F2的制取和KrF2類似,但更為困難。二氧化二氟可以和所有的金屬,所有的非金屬(除氦,氖,氬外)發生劇烈反應,反應在零下100度的極低溫度下進行。有關O2F2的反應比較多①和金屬單質:和黃金的反應,同二氟化氪把金氧化成+5價,把鉑氧化成+6價的六氟化鉑,把銀氧化成+2價甚至+3價;
②將稀有氣體氙氧化成 +6價
;③將氮氣氧化成三氟化氮(氟不能和氮組成+5價五氟化氮,氮原子太小周圍無法容納五個氟原子);④將氯氣氧化成五氟化氯
(同氮一樣無法形成七氟化氯)。 二氟化二氧甚至能將一些氟化物氧化,將其中的氟離子氧化成氟單質比如O2F2能將:三氟化硼,五氟化磷,五氟化砷,四氟化錫,五氟化銻,五氟化鉑等氟化物中的氟離子氧化,(氟化氫中的氟離子由于氫鍵的保護不能被O2F2氧化)
究竟二氟化氪和二氟化二氧誰強誰弱呢,參考電勢表:
1 KrF2(3.0273) 2 O2F2(3.0172)
3 H4XeO6(3.002) 4 PtF6(2.92)
5 F2(2.866) 6 O2+(2.865) 7 羥基自由基(2.85)
二氟化氪略高,但從上面資料可知實際氧化能力二氟化二氧比二氟化氪強。至于氟單質,肯定比這兩者弱了,氟和氙需要加熱或者強光照射才能反應,生成二氟化氙,氙為 +2價,要想生成 +6價,需要加壓,高溫,氟過量才行。氟和金,鉑的反應也都需要高溫進行。另外為什么不選很有名的六氟化鉑,因為六氟化鉑常溫下只能將氙氧化成 +1價,而排在它前面幾種物質的都有更強的表現。
當然說什么最強都是相對的,說不定那會兒又研究出四氟化氪,甚至六氟化氪,八氟化氪。但是這些目前只是理論,化學家多次做實驗,也沒有制取四氟化氪,更不用說六氟化氪八氟化氪,當然如果有四氟化氪,六氟化氪,它們會更強,如果能讓氟和氬化合,生成二氟化氬將比氟氪化合物強的多,只可惜可能性不大。
作者:baidianfeng365本文地址:http://www.inkvzc.cn/bdf/5394.html發布于 2023-10-04
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