제논 육플루오린화 백금

3. 구조

"제논 육플루오린화 백금"으로 처음 알려진 물질은 실제로는 Xe⁺[PtF₆]⁻ 형태가 아닐 가능성이 높다. 이 구조에서 "Xe⁺"는 라디칼이기 때문에 불안정하여 쉽게 이량체화되거나 플루오린 원자를 받아 XeF⁺를 형성하려 할 것이다. 따라서 닐 바틀렛이 제논의 화학 반응성을 처음 발견했을 때 얻었던 초기 겨자색 생성물의 정확한 성질과 순도는 불확실하다.^[2]

추가 연구에 따르면, 바틀렛의 초기 생성물은 [XeF]⁺[PtF₅]⁻, [XeF]⁺[Pt₂F₁₁]⁻, [Xe₂F₃]⁺[PtF₆]⁻와 같은 여러 이온성 화합물들의 혼합물이었을 것으로 추정된다.^[3] 즉, 이 물질은 단일 분자가 아니라, 팔면체 구조를 가지는 백금의 음이온성 플루오린 복합체와 다양한 제논 양이온으로 구성된 염(salt)의 형태를 띤다.^[4]

또한, 백금 플루오린 화합물이 음전하를 띤 고분자 네트워크를 형성하고, 그 간극에 제논 또는 제논 플루오린화물 양이온이 갇혀 있는 구조일 수 있다는 제안도 있다. 실제로 "XePtF₆"를 HF 용액에서 제조하면, XeF⁺ 양이온과 [PtF₅]⁻ 음이온 단위체가 연결된 고분자 네트워크 구조를 가진 고체가 생성된다. 이는 제논 육플루오린화 백금이 실제로는 이러한 고분자 구조를 가질 수 있다는 증거로 여겨진다.^[2]

3. 1. 생성 메커니즘

4. 역사

1962년 브리티시컬럼비아 대학교의 교수 닐 바틀렛은 육플루오린화 백금(PtF₆) 기체와 산소(O₂)를 반응시켜 붉은색 고체인 다이옥시제닐 육플루오로플라티네이트(O₂⁺[PtF₆]⁻)를 합성하는 데 성공했다.^{[5][6][9][10]} 바틀렛은 산소 분자(O₂)의 이온화 에너지(1175 kJ mol⁻¹ 또는 12.2 eV)가 제논(Xe)의 이온화 에너지(1170 kJ mol⁻¹ 또는 12.13 eV)와 매우 비슷하다는 점에 주목했다. 그는 이 유사성을 바탕으로 제논 역시 육플루오린화 백금과 반응하여 산화될 수 있을 것이라고 추론했고, 실제로 반응을 시도하여 성공했다.^[7] 이 반응으로 생성된 물질이 바로 제논 육플루오린화 백금이며, 정확한 조성은 여러 화합물의 혼합물일 가능성이 제기되기도 했지만, 이 발견은 비활성 기체로도 화합물을 만들 수 있다는 최초의 증거가 되었다. 바틀렛의 발견 이후, 이플루오린화 제논(XeF₂), 사플루오린화 제논(XeF₄), 육플루오린화 제논(XeF₆)을 포함한 다양한 제논 화합물들이 성공적으로 합성되고 그 구조가 밝혀졌다.^[1] 이는 비활성 기체 화합물 연구의 새로운 장을 열었다.

참조

_[1] 서적 Chemistry of the Elements Butterworth–Heinemann
_[2] 논문 Concerning the nature of XePtF_6
[3] 서적 Inorganic Chemistry Academic Press
_[4] 서적 Neil Bartlett and the Reactive Noble Gases https://www.acs.org/[...] American Chemical Society 2017-06-12
_[5] 논문 Xenon hexafluoroplatinate(V) Xe⁺[PtF₆]⁻
_[6] 논문 Dioxygenyl hexafluoroplatinate(V), {{chem|O|2|+}}[PtF₆]⁻
_[7] 서적 Advanced Chemistry Oxford University Press
_[8] 서적 Chemistry of the Elements Butterworth–Heinemann
_[9] 논문 Xenon hexafluoroplatinate(V) Xe⁺[PtF₆]⁻
_[10] 논문 Dioxygenyl hexafluoroplatinate(V), {{chem|O|2|+}}[PtF₆]⁻