فلوريد الأكسجين

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة
ثنائي فلوريد الأكسجين

فلوريدات الأكسجين هي مركبات من عنصري الأكسجين والفلور، ولها الصيغة العامة O n F 2 ، حيث n = 1 إلى 6. وهناك العديد من فلوريدات الأكسجين المختلفة المعروفة:

ثنائي فلوريد رباعي الأكسجين

تُعدّ فلوريدات الأكسجين عوامل مؤكسدة قوية ذات طاقة عالية، ويمكنها إطلاق طاقتها إما بشكل فوري أو بمعدل مُتحكّم به. ولذلك، حظيت هذه المركبات باهتمام كبير باعتبارها عوامل مؤكسدة محتملة في أنظمة الدفع النفاث . [ 5 ]

التخليق والخواص والتفاعلات

ثنائي فلوريد الأكسجين ( OF2 )

ثنائي فلوريد الأكسجين

تتضمن إحدى طرق التحضير الشائعة فلورة هيدروكسيد الصوديوم :

2 F 2 + 2 NaOH → OF 2 + 2 NaF + H 2 O

ثاني فلوريد الأكسجين ( O₂ ) غاز عديم اللون في درجة حرارة الغرفة، وسائل أصفر اللون عند درجة حرارة أقل من 128 كلفن. له رائحة نفاذة وهو سام. [ 3 ] يتفاعل كمياً مع الأحماض الهالوجينية المائية لإنتاج هالوجينات حرة .

OF 2 + 4 HCl → 2 Cl 2 + 2 HF + 2 H 2 O

كما يمكنه إزاحة الهالوجينات من أملاحها. [ 3 ] وهو عامل فلورة فعال وعامل مؤكسد قوي . عند تفاعله مع فلوريدات النيتروجين غير المشبعة بالتفريغ الكهربائي، ينتج عنه تكوين ثلاثي فلوريد النيتروجين ، وفلوريدات الأكاسيد، وأكاسيد أخرى. [ 6 ] [ 7 ]

ثنائي فلوريد الأكسجين ( O2F2 )

ثنائي فلوريد الأكسجين

يترسب مركب O₂F₂ على شكل مادة صلبة بنية اللون عند تعريض خليط من الأكسجين السائل والفلور السائل للأشعة فوق البنفسجية عند درجة حرارة -196 درجة مئوية. [ 8 ] ويبدو أنه مستقر فقط عند درجات حرارة أقل من -160 درجة مئوية . [ 9 ] وتتمثل الطريقة العامة لتحضير العديد من فلوريدات الأكسجين في التفريغ الكهربائي في الطور الغازي داخل حاويات باردة تحتوي على O₂F₂ . [ 10 ]  

O 2 + F 2 → O 2 F 2 (تفريغ كهربائي، 183 درجة مئوية)

وهو عادةً مادة صلبة برتقالية صفراء تتحلل بسرعة إلى O 2 و F 2 بالقرب من نقطة غليانها العادية التي تبلغ حوالي 216 كلفن. [ 3 ]

يتفاعل O₂F₂ بشدة مع الفوسفور الأحمر ، حتى عند درجة حرارة -196  درجة مئوية. ويمكن أن تحدث انفجارات أيضًا إذا تم استخدام الفريون-13 لتهدئة التفاعل. [ 9 ]

ثلاثي فلوريد الأكسجين أو ثنائي فلوريد الأوزون ( O3F2 )

يُعدّ O₃F₂ سائلاً لزجاً بلون أحمر قانٍ . ويبقى سائلاً عند درجة حرارة 90 كلفن، وبالتالي يمكن تمييزه عن O₂F₂ الذي تبلغ درجة انصهاره حوالي 109 كلفن . [ 11 ] [ 3 ]

مثل فلوريدات الأكسجين الأخرى، فإن O3F2 ماص للحرارة ويتحلل عند حوالي 115 كلفن مع انطلاق الحرارة، والتي يتم التعبير عنها من خلال التفاعل التالي :

2O3F2 → O2 + 2O2F2​​​​​

يُعدّ ثنائي فلوريد الأوزون (O₃F₂ ) أكثر أمانًا من الأوزون ، ويمكن تبخيره أو تحلله حراريًا أو تعريضه لشرارات كهربائية دون حدوث أي انفجارات. لكن عند ملامسته للمواد العضوية أو المركبات القابلة للأكسدة، قد ينفجر. لذا، فإن إضافة قطرة واحدة فقط من ثنائي فلوريد الأوزون إلى الأمونيا اللامائية الصلبة ستؤدي إلى انفجار طفيف، عندما تكون درجة حرارة كل منهما 90 كلفن. [ 3 ]

فلوروبيروكسيل

الفلوروبيروكسيل جزيء مثل O–O–F، صيغته الكيميائية O₂F ، وهو مستقر فقط في درجات الحرارة المنخفضة. وقد ورد أنه يُنتج من الفلور الذري والأكسجين الجزيئي. [ 12 ]

O₂ + F → O₂F

التحضير العام لثنائي فلوريدات البولي أوكسجين

معادلة التفاعل [ 6 ]نسبة O₂ : F₂ بالحجم​حاضِردرجة حرارة الحمام (°م)
O₂ + F₂ ⇌ O₂ F₂​​1:110 – 50 مللي أمبير~ −196°
3 O 2 + 2 F 2 ⇌ 2 O 3 F 23:225 – 30 مللي أمبير~ −196°
2 O 2 + F 2 ⇌ O 4 F 22:14 – 5 مللي أمبير~ -205°

التأثيرات على الأوزون

توجد في الغلاف الجوي جذور حرة تحتوي على الأكسجين والفلور، مثل O₂F و O₃ . وقد ثبت تورط هذه الجذور، إلى جانب جذور هالوجينية أخرى، في تدمير طبقة الأوزون . ومع ذلك، يُفترض أن جذور أحادي فلوريد الأكسجين لا تلعب دورًا كبيرًا في استنزاف الأوزون، إذ يُعتقد أن ذرات الفلور الحرة في الغلاف الجوي تتفاعل مع الميثان لإنتاج حمض الهيدروفلوريك الذي يتساقط مع المطر. وهذا يقلل من توافر ذرات الفلور الحرة لذرات الأكسجين للتفاعل مع جزيئات الأوزون وتدميرها. [ 13 ]

O 3 + F → O 2 + OF
O + OF → O 2 + F

رد الفعل الصافي:

O 3 + O → 2 O 2

وقود دافع شديد الاشتعال

على الرغم من انخفاض ذوبانية O₃F₂ في الأكسجين السائل ، فقد ثبت أنه شديد التفاعل مع معظم أنواع وقود الصواريخ. وتتمثل آلية التفاعل في تبخر الأكسجين من المحلول المحتوي على O₃F₂ ، مما يجعله أكثر قابلية للتفاعل التلقائي مع وقود الصاروخ. وتعتمد درجة التفاعل أيضًا على نوع الوقود المستخدم. [ 3 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ سولومون، آي جيه؛ وآخرون  (1968). "دراسات إضافية حول وجود O3F2 " . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 90 (20): 5408-5411 . doi : 10.1021 / ja01022a014 .
  2. ↑ ميسوشكو، يوجيني يا؛ ألكسندر ف. أكيموف؛ تشارلز أ. وايت (1999). "ملاحظة طيفية بالأشعة تحت الحمراء للمركب الوسيط المستقر FO3 المتكون من تفاعل ذرات الفلور المتحركة مع جزيئات الأوزون المحصورة في مصفوفة من الأرجون". مجلة الكيمياء الفيزيائية أ . 103 (40): 7972-7977 . Bibcode : 1999JPCA..103.7972M . doi : 10.1021/jp9921194 .
  3. 1 2 3 4 5 6 7 سترينغ، أ.ج. (1963). "فلوريدات الأكسجين". المراجعات الكيميائية . 63 (6): 607-624 . doi : 10.1021/cr60226a003 .
  4. ↑ سترينغ، أ.ج.؛ أ.ف. غروس ( 1966). "فلوريدان جديدان للأكسجين، O₅F₂ و O₆F₂ " . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 88 : 169-170 . doi : 10.1021/ja00953a035 .
  5. ^ جاغر ، سوزان. وآخرون . (1986). "الفلور والأكسجين". الفلور . برلين، هايدلبرغ: سبرينغر. ص 1 – 161.  
  6. 1 2 نيكيتين، إيغور فاسيليفيتش؛ ف. يا. روسولوفسكي (1971). "فلوريدات الأكسجين ومركبات ثنائي الأكسجين". المراجعات الكيميائية الروسية . 40 (11): 889-900 . Bibcode : 1971RuCRv..40..889N . doi : 10.1070/rc1971v040n11abeh001981 . S2CID 250903149 . 
  7. ↑ لوليس، إدوارد دبليو؛ إيفان سي سميث (1968). المؤكسدات غير العضوية عالية الطاقة: التركيب، والبنية، والخواص . إم. ديكر.
  8. ↑ ماركس، روبرت؛ كونراد سيبيلت (2015). "دراسات بنيوية على فلوريدات الأكسجين". معاملات دالتون . 44 (45): 19659-19662 . doi : 10.1039/c5dt02247a . PMID 26351980 . 
  9. 1 2 سولومون، إيرفين ج. بحث في كيمياء O3F2 و O2F2 . رقم IITRI-C227-6. معهد أبحاث IIT، شيكاغو، إلينوي ، 1964 .
  10. ↑ غوتشل، تشارلز ت.؛ وآخرون (1969). "كيمياء الإشعاع في درجات الحرارة المنخفضة. 1. تحضير فلوريدات الأكسجين وثنائي أوكسيجينيل رباعي فلوروبورات". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 91 (17): 4702-4707 . doi : 10.1021/ja01045a020 . 
  11. ↑ دي ماركو، رونالد أ.، وجين م. شريف. "بيروكسيدات مفلورة". التقدم في الكيمياء غير العضوية والكيمياء الإشعاعية . المجلد 16. دار النشر الأكاديمية، 1974. 109-176.
  12. ↑ JLLyman و R. Holland، J. Phys. Chem. ، 1988 ، 92، 7232.
  13. ↑ فرانسيسكو، ج. س. (1993). "دراسة أولية لأهمية وسيط HOOF في تفاعلات الاقتران التي تتضمن أنواع FOO x وHO x". مجلة الفيزياء الكيميائية . 98 (3): 2198-2207 . Bibcode : 1993JChPh..98.2198F . doi : 10.1063/1.464199 .