XeF4 czyli Tetrafluorek ksenonu jest związkiem chemicznym zbudowanym z atomów ksenonu i fluorku. Jest to pierwszy na świecie odkryty związek binarny. Jest to rodzaj gazu szlachetnego o równaniu chemicznym

Xe +2 F2 -> XeF4

XeF4 ma stały biały wygląd i ma gęstość 4,040 g cm-3 w postaci stałej. W zwykłych warunkach, to pojawia się jak bezbarwny krystaliczny. Ma wysublimowaną temperaturę 115.7 stopni Celsjusza lub 240.26 stopni Fahrenheita. Podobnie jak inne fluorki ksenonu, tetrafluorek ksenonu ma egzergoniczną formację. W normalnej temperaturze i ciśnieniu, pozostaje w stabilnym stanie. Natychmiast reaguje z wodą i uwalnia tlen cząsteczkowy, fluorowodór i czysty gaz ksenon.

.

Nazwa cząsteczki	Tetrafluorek ksenonu (XeF4)
Liczba elektronów walencyjnych elektronów w cząsteczce	36
Hybrydyzacja XeF4	Hybrydyzacjasp3d2
Kąty wiązań	90 stopni i 180 stopni
Geometria molekularna XeF4	Square Planar

Aby wiedzieć więcej o jego właściwościach fizycznych i chemicznych, trzeba znać jego strukturę Lewisa i geometrię molekularną. Poznajmy strukturę Lewisa tetrafluorku ksenonu.

Do wykonania struktury Lewisa musimy znać elektrony walencyjne XeF4, aby wykonać jego strukturę i znać rozmieszczenie atomów w cząsteczce.

XeF4 Elektrony walencyjne

W tej cząsteczce mamy jeden atom Ksenonu i cztery atomy Fluoru. Obliczymy elektrony walencyjne obu tych atomów, aby określić całkowitą liczbę elektronów walencyjnych XeF4.

Elektrony walencyjne ksenonu = 8

Elektrony walencyjne fluoru = 7*4 ( ponieważ są cztery atomy fluoru, pomnożymy to przez 4)

Całkowita liczba elektronów walencyjnych Xef4: 8 + 7*4

: 8 + 28

: 36

Stąd w XeF4 jest łącznie 36 elektronów walencyjnych.

XeF4 Struktura Lewisa

Teraz, gdy znamy już elektrony walencyjne tetrafluorku ksenonu, łatwiej będzie Ci narysować jego strukturę Lewisa. Ta kropkowa struktura Lewisa jest obrazowym przedstawieniem elektronów walencyjnych wokół poszczególnych atomów w cząsteczce wraz z wiązaniami, jakie one tworzą.

Wiązania w strukturze pokazane są za pomocą linii, natomiast elektrony nie biorące udziału w tworzeniu wiązań pokazane są jako kropki. Elektrony, które nie tworzą żadnego wiązania nazywamy elektronami niewiążącymi lub samotnymi parami elektronów.

Jako że ksenon jest najmniej elektroujemnym atomem, umieścimy go w centrum, a wszystkie inne atomy fluoru wokół niego w ten sposób:

Teraz, gdy umieściliśmy wszystkie atomy, pokażmy wiązania pomiędzy każdym atomem fluoru i ksenonu. Każde wiązanie w cząsteczce zajmuje dwa elektrony, a ponieważ są cztery wiązania pojedyncze w tej cząsteczce, 8 elektronów z 36 jest wykorzystanych.

Zacznij umieszczać resztę elektronów walencyjnych wokół atomów. Każdy atom fluoru będzie miał sześć elektronów walencyjnych wokół siebie, ponieważ jeden elektron został użyty do utworzenia wiązania.

Możesz zauważyć, że umieściliśmy już 24 elektrony z 28 wokół atomów fluoru. Pozostałe niewiążące elektrony lub samotne pary elektronów zostaną umieszczone na ksenonie, ponieważ jest on wyjątkiem od reguły oktetu.

Umieść te dwie pary niewiążących elektronów na Xenonie, a teraz masz strukturę Lewisa, gdzie są dwie samotne pary elektronów na Xenonie i sześć niewiążących elektronów na każdym atomie Fluoru.

Hybrydyzacja XeF4

Orbitale centralnego atomu Xenonu są hybrydyzowane, co powoduje powstawanie nowych hybrydyzowanych orbitali. Ksenon ma sześć elektronów na swoich orbitalach 5p i dwa elektrony na orbitalach 5s. W stanie podstawowym ksenonu nie ma elektronów na orbitalach d i f. Ale kiedy ten atom jest w stanie wzbudzonym, dwa elektrony na p-orbitalach przenoszą się na d-orbitala; w rezultacie, w sumie są cztery niesparowane elektrony. Z tego dwa są na p-orbitalach, a pozostałe dwa niesparowane elektrony są na d-orbitalach. Te zhybrydyzowane orbitale prowadzą do hybrydyzacji sp3d2 w XeF4.

Geometria molekularna XeF4

Łatwiej jest zrozumieć geometrię molekularną danej cząsteczki, gdy znamy jej strukturę Lewisa. Ponieważ ksenon ma dwie samotne pary elektronów, podejmie strukturę, która pomaga tym samotnym parom uniknąć sił odpychania. Aby utrzymać te siły odpychania na minimalnym poziomie, samotne pary będą znajdowały się w prostopadłej płaszczyźnie. A ponieważ w cząsteczce znajdują się cztery atomy fluoru, będzie ona miała taki układ, że jej geometria molekularna będzie kwadratowa. XeF4 ma geometrię elektronową oktaedryczną, co sprawia, że geometria molekularna tetrafluorku ksenonu jest kwadratowa.

XeF4 Kąty wiązań

Kąty wiązań F-Xe-F wynoszą 90 stopni, a pary samotne mają kąty 180 stopni. Atomy fluoru znajdują się pod kątem 90 stopni względem siebie, co skutkuje symetrycznym rozmieszczeniem elektronów w płaszczyźnie cząsteczki. Te kąty wiązań przyczyniają się do tworzenia geometrii kwadratowej planarnej molekularnej.

Biegunowość XeF4 – czy XeF4 jest polarny czy niepolarny?

Mimo, że wiązania pomiędzy atomami ksenonu i fluoru są polarne, XeF4 jest cząsteczką niepolarną. Zastanawiasz się jak? Wszystkie wiązania Xe-F są w opozycji do siebie nawzajem, co sprawia, że suma momentu dipolowego wynosi zero. Ponieważ na atomie ksenonu znajdują się cztery elektrony, które są zlokalizowane jako niewiążące się pary elektronów. Ponieważ ogólny układ atomów i elektronów w cząsteczce jest taki, że suma wektorowa dipoli wynosi zero, XeF4 jest cząsteczką niepolarną.

Uwagi końcowe

Tetrafluorek ksenonu jest jedną z tych cząsteczek, które są stosunkowo łatwe do zrozumienia. Jego struktura Lewisa jest jedną z najmniej skomplikowanych struktur, ponieważ wszystkie atomy fluoru ułożone są w układzie symetrycznym. Samotne pary w cząsteczce są umieszczone w prostopadłej płaszczyźnie w kształcie oktaedrycznym, aby utrzymać ich siły odpychające na minimalnym poziomie.

Podsumowując ten wpis na blogu, możemy powiedzieć, że XeF4 ma 36 elektronów walencyjnych. Ma dwie samotne pary elektronów niewiążących na centralnym atomie ksenonu. Cząsteczka ma oktaedryczną geometrię elektronową i kwadratową geometrię molekularną. XeF4 jest niepolarną cząsteczką i ma hybrydyzację sp3d2.