晶体的图片。它是第一个制得的简单稀有气体化合物。]]
稀有气体化合物指含有稀有气体元素的化合物。稀有气体元素原子外层为闭壳结构，化学性质不活泼，因此它们化合物的制备颇费了一些周折。
广义上看，稀有气体化合物可以包括稀有气体元素形成的众多包合物和水合物，现在一般认为1962年得的六氟合铂酸氙是最早制得的稀有气体化合物，因为它的成功合成不仅意味着稀有气体元素有可能形成化合物，而且推动了对稀有气体化合物的系统研究。氙的众多简单化合物也是在此不久之后发现的。
历史
稀有气体是第18族的元素，共包括氦、氖、氩、氪、氙和氡六个，至於第七週期的⿹气奧}-}}是否屬於惰性氣體則尚未知曉。所有的稀有气体元素外层s和p轨道都填充满了电子，氦两个外层电子，其它的都为8个。它们的电离能很高，电子亲合能几乎为零，生成化合物的倾向很小。因此直到20世纪，化学家都认为稀有气体化合物不存在，并将这些元素称为“惰-{}-性气体”。
然而，莱纳斯·鲍林在1933年时预测，原子序数较大的稀有气体元素有可能与氟和氧生成化合物。他预言了六氟化氪(KrF6)和六氟化氙（XeF6）的存在，提出八氟化氙可能是个不稳定的化合物，以及氙酸会以高氙酸盐的形式成盐。
现在看来，这些预测相当准确，只是八氟化氙这个化合物不仅在热力学不稳定，而且在动力学上也不稳定。2006年时仍未制得。
相比而言，原子序数较大的稀有气体元素具有更多的电子层，因此内层电子对最外层电子的屏蔽效应致使其电离能减小，可能小到能与电负性强的元素（氟和氧）形成稳定化合物的地步。
1962年之前
在1962年以前，唯一可以分离出来的稀有气体化合物都是包合物，包括水合包合物。其它则是只有在光谱中才可观测到的配位化合物。。也有人预测了通过衰变来制备氦和氟的化合物，但至今未能成功。
早期時，就只有氦合氢离子（HeH+）在1925年有文獻提及過，但有關離子是用撞擊法，而非化學方法製成。先前已知的关于氦的物种，只有氦的包合物或者一些离子碎片。在2017年2月，Xiao Dong团队发现了在高压（113 GPa）可以稳定存在的第一个氦的化合物——氦化鈉（Na2He），并将其发表在Nature Chemistry上。Na2He的体系为电子盐体系，反应过程中He得到了0.15个电子。此外，该团队在发表Na2He的同时，还预测了Na2HeO在15 GPa可能存在。
氖化合物
氖化合物理论上存在的可能性依然不确定。
氩化合物
目前唯一知道的氩化合物是氟氩化氢，於2000年制得。虽然2003年时有媒體报道ArF2的存在，但尚未证实。
氪化合物
氪与氟反应得到二氟化氪。过去有报道称“四氟化氪”（实际上是二氟化氪）与水在-30℃时反应得到2-3%的“氪酸”KrO3·xH2O，该溶液有氧化性，能将碘离子氧化为碘单质，与氢氧化钡溶液反应得到产率7%的白色晶体“氪酸钡”。这些报道可信度不高，后来也未能重现。在含放射性同位素二氧化硒衰变产物中用光谱检测到Kr-O键的存在，理论上也已证实存在Kr-O键的可能性，但目前还没有方法合成氧化氪。
氙化合物
1962年，尼尔·巴特利特在研究无机氟化物时，发现强氧化性的六氟化铂可将O2氧化为O2+。由于O2到O2+的电离能（1165 kJ mol–1）与Xe到Xe+的电离能相差不大（1170 kJ mol–1），因此他尝试用PtF6氧化Xe。结果反应得到了橙黄色的固体。巴特利特认为它是六氟合铂酸氙（Xe+[PtF6]–）。这是第一个制得的稀有气体化合物。后期的实验证明该化合物化学式并非如此简单，包括XeFPtF6和XeFPt2F11。
在成功合成六氟合铂酸氙，化学家又尝试用类似的六氟化钌来氧化氙。结果发现除了生成Xe(RuF6)x外，还存在有氙和氟气直接生成二元氙氟化物的副反应。因此克拉森（Howard Claassen）通过让氙和氟在高温下反应，成功合成了四氟化氙。
目前合成的稀有气体化合物绝大多数都是氙的化合物，其中比较重要的包括：
*氙氟化物——XeF2、XeF4、XeF6
*氙的氟氧化物——XeOF2、XeOF4、XeO2F2、XeO3F2、XeO2F4
*氙氧化物——XeO3、XeO4
二氟化氙可由Xe和F2混合气暴露在阳光下製得。
]]
氡化合物
由於氡的半衰期很短、放射性很強，針對氡的化學研究較為困難，已知化合物也很少。氡可与氟反应生成二氟化氡，在固态时会发出黄色光。
{{僻字|鿫|-{zh-hans:⿹气奥;zh-hant:⿹气奧}-}}化合物
目前已知的{{僻字|鿫|-{zh-hans:⿹气奥;zh-hant:⿹气奧}-}}同位素的壽命都極短，因此目前未能通過實驗來研究其化學性質，也尚無已知的{{僻字|鿫|-{zh-hans:⿹气奥;zh-hant:⿹气奧}-}}化合物。理論預測{{僻字|鿫|-{zh-hans:⿹气奥;zh-hant:⿹气奧}-}}將比氡更具反應性，其化學性質可能更像普通元素而不是惰性氣體。
分子中形成内嵌富勒烯。广义上看，它们也属于稀有气体化合物的范畴。]]
富勒烯化合物
稀有气体原子可以被包覆在富勒烯分子中，形成多种多样的内嵌富勒烯型化合物。它们首先在1993年合成。用C60与He或Ne在3bar压力下反应，得到的大约650000个富勒烯分子中，只有一个可以与稀有气体原子形成包合物He@C60或Ne@C60；压力增大至3000bar时，产率增至0.1%。
应用
稀有气体化合物主要被用作氧化剂。这一类型的试剂包括：氙酸、高氙酸盐、三氧化氙。它们被称为所谓“绿色氧化剂”，所参与的反应中，最终还原产物是气态的稀有气体，不会-{干}-扰反应，而且比较容易分离。受氧化性影响，氙氟化物容易放出氟，是有机化学中比较新颖高效的氟化试剂，以二氟化氙的用途最广。氙元素稳定的盐中氟和氙的质量分数非常高，比如七氟合氙(VI)酸四氟铵（NF4XeF7）以及类似的(NF4)2XeF8已经被用作火箭推进剂中的高能氧化剂。
氙的化合物也被用于在溶剂中合成室温下稳定的碳正离子。
氪和氙的放射性核素不易储存，因此常将它们以相应化合物的形式来存放及使用。
参考资料
评论 (0)