六フッ化物

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六フッ化物を形成する元素
六フッ化硫黄の八面体構造

六フッ化物(ろくフッかぶつ、Hexafluoride)は、化学式が XF6 と表される、元素の六フッ化物の総称である。16の元素が安定な六フッ化物を形成することが知られている。これらの内の9つは遷移金属元素、3つはアクチノイド元素、その他4つは非金属元素である。

多くの六フッ化物は低い融点沸点を持つ分子性化合物である。六フッ化物の内 S、Se、Te、W の4つは常温常圧で気体、Re、Mo の2つは液体であり、その他は不安定な固体である。Pブロック元素第6族元素の六フッ化物は無色、その他は赤色、黄色、茶色、黒色などの有色である。

分子構造八面体形であるが、六フッ化キセノン(XeF6)は分子上を移動する孤立電子対のため、八面体形からわずかに歪んでいる。XeF6 は固相では四量体と六量体を含む複雑な混合物になっている。量子化学計算によると、ReF6 と RuF6ヤーン・テラー効果を受けるとされたが、実験では確かめられなかった。

ほとんどの六フッ化物は高い反応性を持つが、六フッ化硫黄(SF6)はほぼ不活性で無毒である。そのため、この安定性と誘電特性、高い密度を生かし様々な用途に利用されている。六フッ化セレンも SF6 と同じように不活性だが、六フッ化テルルは不安定で有毒であり、1日以内に水で加水分解される。これらとは対照的に金属の六フッ化物は腐食性があり、水と激しく反応する。いくつかはフッ素化剤として有用である。高い求電子性を持つため、強力な酸化剤として作用する。特に六フッ化白金は、高いイオン化エネルギーを持つ酸素分子を酸化することに注目され、ほぼ同じイオン化エネルギーを持つキセノンを酸化し、初めての希ガス化合物であるヘキサフルオロ白金酸キセノンを合成することに成功した。

金属の六フッ化物は、高い揮発性のためいくつかの用途がある。六フッ化ウランは、核燃料を作り出すウラン濃縮に使用される。また、核燃料の再処理にも六フッ化物の揮発性を利用することができる。 六フッ化タングステンは半導体回路や回路基板を製造する化学蒸着に使用されている。

以下の表は六フッ化物の主な化学特性である。

化合物名 融点 (℃) 沸点 (℃) 分子量 固体の密度 (g cm−1) 結合長 (pm)
六フッ化硫黄 −50.54 −63.8 (sublimes) 146.06 1.88 (−50 ℃) 156.4 無色
六フッ化セレン −35 (2 atm) −47 (sublimes) 192.9534 167–170 無色
六フッ化テルル −38 −39 241.59 184 無色
六フッ化キセノン 49.25 75.6 245.28 3.56 無色
六フッ化モリブデン 17.4 34 209.94 3.50 (−140 ℃) 181.7 無色
六フッ化テクネチウム 37.4 55.3 (212) 3.58 (−140 ℃) 181.2 黄色
六フッ化ルテニウム 54 215.07 3.68 (−140 ℃) 181.8 暗茶色
六フッ化ロジウム 70 216.91 3.71 (−140 ℃) 182.4 黒色
六フッ化タングステン 1.9 17.1 297.85 4.86 (−140 ℃) 182.6 無色
六フッ化レニウム 18.5 33.7 300.2 4.94 (−140 ℃) 182.6 黄色
六フッ化オスミウム 33 304.2 5.09 (−140 ℃) 182.9 黄色
六フッ化イリジウム 44 53 306.2 5.11 (−140 ℃) 183.4 黄色
六フッ化白金 61.3 69.1 309.1 5.21 (−140 ℃) 184.8 暗赤色
六フッ化ウラン 64 352.0 白色
六フッ化ネプツニウム 54.7 (358) 橙色
六フッ化プルトニウム 52 (356) 茶色

参考文献[編集]

  • Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan. (1997), Chemistry of the Elements (2 ed.), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0080379419 
  • Drews, T; Supeł, J; Hagenbach, A; Seppelt, K (May 2006). “Solid state molecular structures of transition metal hexafluorides”. Inorganic chemistry 45 (9): 3782–3788. doi:10.1021/ic052029f. PMID 16634614. 
  • Kirss, Rein U., Lamartine Meda. "Chemical Vapor Deposition of Tungsten Oxide." Applied Organometallic Chemistry 12 (1998): 155–160.
  • Bartlett, N.. “The Oxidizing Properties of the Third Transition Series Hexafluorides and Related Compounds”. Angewandte Chemie International Edition in English 7 (6): 433-439. doi:10.1002/anie.196804331.