常見的氧氟化合物

1.二氟化氧，分子式 OF2

二氟化氧是最早發(fā)現(xiàn)的氟氧化物。為無(wú)色無(wú)味的有毒氣體，攝氏200度開始分解，產(chǎn)物為氧氣和氟氣，250度迅速分解。是最穩(wěn)定的氟氧化合物。因?yàn)槠錈岱€(wěn)定性好，所以其活性和氧化性弱于氟，氧化還原電位為2.2。

二氟化氧是很強(qiáng)的氧化劑和氟化劑，常溫下可以將氮?dú)庋趸晌餅槿投趸?，可以將惰性氣體氙氧化成+4價(jià)，可以和氫氣反應(yīng)，生成水和氟化氫，緩慢水解，產(chǎn)物為氟化氫和氧氣。也可以和絕大多數(shù)金屬和非金屬反應(yīng)。

二氟化氧不能通過(guò)氟和氧直接化合制取，通常用氟通過(guò)2%的氫氧化鈉溶液獲得，或者電解10%的氟化鈉溶液得到

2F2 + 2NaOH==2NaF + H2O + OF2↑

這個(gè)反應(yīng)中，氫氧化鈉溶液的濃度必須是百分之二，否則會(huì)有其他產(chǎn)物，比如氧氣，臭氧產(chǎn)生。

2.二氟化二氧，分子式O2F2

O2F2的制取和性質(zhì)同O3F2,O4F2,O5F2,O6F2基本一樣，所以把它們歸位一類。

其中，O4F2,O5F2,O6F2因?yàn)闃O其不穩(wěn)定，分子結(jié)構(gòu)還沒(méi)有完全確定。

它們的制取方法:

將氧氣和氟氣的混合物冷卻，全部液化，然后進(jìn)行輝光放電合成，隨著氟和氧的量和反應(yīng)的控制條件的變化，反應(yīng)產(chǎn)物也有不同，分別是O2F2,O3F2,O4F2,O5F2,O6F2。它們的合成條件如下表所示:

這幾個(gè)氟氧化合物，隨著含氧原子的增多，性質(zhì)越來(lái)越不穩(wěn)定，氧化性也隨著越來(lái)越強(qiáng)。比如O2F2，零下160度開始分解，到零下95度分解速度明顯加快，而到了零下57度立即分解完畢。而O6F2在零下213度合成后就會(huì)開始分解，到零下183度會(huì)迅速分解完，產(chǎn)物為氟氣和氧氣，以及少量的臭氧。

化學(xué)性質(zhì):由于以上幾個(gè)氟氧化物均不穩(wěn)定，對(duì)它們的研究都不多，其中O2F2的研究多一些。它們均是很強(qiáng)的氧化劑和氟化劑。氧化性隨著含氧原子的增多而增強(qiáng)。氧化能力介于氟氣分子----氟原子之間，基本和氟原子相當(dāng)了。

以二氟化二氧為例:

二氟化二氧是一種性質(zhì)極其不穩(wěn)定的化合物，即使在-160℃的情況下也能緩慢分解氟氣和氧氣。分解速率約為每天4%。二氟化二氧只能在-57℃以下穩(wěn)定存在。其性狀為黃色晶體(熔點(diǎn)以下)和黃色油狀液體(熔點(diǎn)以上)。

二氟化二氧的氧化性極強(qiáng)，基本和氟原子的氧化性相當(dāng)。在低于-100℃的極低溫度下也能與所有的金屬和非金屬反應(yīng)(氦氖氬除外)。 如二氟化二氧可以將黃金氧化成+5價(jià)，將硫元素從0價(jià)氧化成+6價(jià)，將惰性氣體氙，從0價(jià)氧化成+6價(jià)，甚至能將一部分氟離子氧化成氟單質(zhì)。O2F2還能和惰性氣體氪發(fā)生反應(yīng)，生成二氟化氪和氧氣

O2F2+Kr===KrF2+O2 反應(yīng)條件:零下160度，日光照射或者紫外線照射

這也說(shuō)明二氟化二氧的極強(qiáng)氧化性，而且這個(gè)反應(yīng)不可逆。即O2F2的氧化性與KrF2的氧化性相當(dāng)或者更強(qiáng)。

這個(gè)反應(yīng)實(shí)質(zhì)是利用O2F2的不穩(wěn)定，會(huì)分解成氧氣和氟氣，同時(shí)零下160度的時(shí)候氪也處于液態(tài)，有比氣態(tài)強(qiáng)的多的活性。而且在光照狀態(tài)，氧原子和氟原子都是處于激發(fā)狀態(tài)，擁有平時(shí)強(qiáng)的多的奪取電子的能力。特別是氟原子獲得了比平時(shí)更強(qiáng)的氧化能力，從而從氪那里搶的電子。(注意此時(shí)氧氣為氣態(tài)，氟原子的氧化能力不能奪取氣態(tài)氧分子中的電子，而氪在零下157度即被液化，物質(zhì)在液態(tài)活性最大)

氟原子的氧化電位，為3.057，有些資料認(rèn)為是3.03，二氟化二氧應(yīng)該和這一數(shù)據(jù)很接近，或者相當(dāng)。二氟化氪也和氟原子的氧化性差不多。

3.氧的正價(jià)鹽，即O2+

第一個(gè)含有O2+離子的化合物是在1962年獲得，即用六氟化鉑蒸汽和氧氣反應(yīng)，獲得六氟合鉑酸二氧。氧為+1/2價(jià)，即一個(gè)氧氣分子失去一個(gè)電子，而不是一個(gè)氧原子失去一個(gè)電子。需要注意的是這個(gè)反應(yīng)必須是六氟化鉑蒸汽，才能和氧氣化合，固態(tài)的不行。

之后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)的O2+化合物有，O2AsF6 O2BF4 ,O2SbF6等幾個(gè)。其中，六氟化鉑，三氟化硼，五氟化砷，五氟化錫，五氟化銻都是強(qiáng)的路易斯酸，有很強(qiáng)的親氟性，所以才會(huì)產(chǎn)生O2+的鹽，其他元素沒(méi)有這樣的性質(zhì)。

如:氟本來(lái)沒(méi)有能力直接將氧氣氧化，當(dāng)有強(qiáng)路易斯酸五氟化砷存在的情況下，由于五氟化砷的親氟性，增強(qiáng)了氟的氧化性，導(dǎo)致反應(yīng)可以發(fā)生:

O2+F2+AsF5====O2AsF6 反應(yīng)條件:高溫或者強(qiáng)光照射，五氟化砷起了催化作用，同時(shí)也參與反應(yīng)。

O2+化合物的性質(zhì):

結(jié)構(gòu)表明O2+離子中的氧O----O比氧氣分子中的O---鍵長(zhǎng)要短，所有的二氧基鹽都是順磁性的。二氧基鹽都不穩(wěn)定，常溫迅速分解，只有六氟合砷酸二氧和六氟合銻酸二氧比較穩(wěn)定，在有惰性氣體存在的情況下100度以上才會(huì)分解。所有的二氧基鹽都是很強(qiáng)的氧化劑，氧化性和氟相當(dāng)。都會(huì)和水發(fā)生水解反應(yīng)，放出氧氣和少量的臭氧。

4.次氟酸及其衍生物

次氟酸，化學(xué)式 HOF

1971年美國(guó)的化學(xué)家斯圖爾杰和阿佩里曼在0℃以下，用被氮?dú)庀♂尩姆鷼庠诩?xì)冰上緩慢通過(guò)制得。該物質(zhì)極為不穩(wěn)定，容易爆炸分解，分解產(chǎn)物為氟化氫和氧氣。在乙腈中卻相對(duì)穩(wěn)定的多。

該化合物中，氧為零價(jià)，氟為-1價(jià)，氫為+1價(jià)。次氟酸的真實(shí)架構(gòu)是H-O-F，即氧通過(guò)單鍵分別和氫以及氟相連。

但是所謂的正負(fù)化合價(jià)其實(shí)是一個(gè)很古老也很迂腐的概念，在后來(lái)尤其是有機(jī)中根本不會(huì)用到。

因?yàn)檎?fù)化合價(jià)的規(guī)定對(duì)于共價(jià)鍵來(lái)說(shuō)，看共用的電子對(duì)偏向哪邊。偏向的那個(gè)原子算帶負(fù)電多一些算負(fù)價(jià)。

所以，氧吸引電子的能力比氫強(qiáng)，和氫結(jié)合的時(shí)候算+1，而又比不過(guò)氟，和氟結(jié)合算-1，算在一起是就出現(xiàn)了尷尬的0價(jià)。

次氟酸有較強(qiáng)的酸性和氧化性，酸性和鹽酸差不多，氧化性和氧氣接近，可以氧化碘離子。次氟酸見水分解，沒(méi)有水溶液。

關(guān)于次氟酸的研究以及應(yīng)用都不多

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