Развитие теоретических представлений, оценка значений энергий связи электронов в атомах, ионизационных потенциалов и ионных радиусов позволяли сделать предположение, что электронные октеты в атомах тяжелых благородных газов не являются столь уж незыблемыми. В 1933 г. американский ученый Л. Полинг достаточно убедительно показал принципиальную возможность образования химических соединений ксенона и криптона со фтором. Но минуло почти 30 лет, прежде чем такая возможность реализовалась на практике. Причина такого запоздания заключалась не только в существовании почти всеобщей уверенности в исключительной стабильности наружной оболочки атомов благородных газов, но и в низкой технике экспериментов, в частности при работах со свободным фтором.
Так нередко случается в науке, решение проблемы пришло с неожиданной стороны. В конце 50-х годов в химическом синтезе начали применять такие «экзотические» соединения, как фториды кислорода, например O2F2. С их помощью были получены так называемые диоксигенильные соединения, содержащие катион СЙ. Например, в 1961 г. канадским химиком Н. Бартлеттом было синтезировано соединение Oj[PtFe].
Вот что оказалось интересным: чтобы оторвать электрон от молекулы кислорода, требуется энергия 12,30 эВ, что немногим больше энергии превращения атома ксенона в однозарядный положительный катион Хе+ (12,13 эВ). Это и навело Н. Бартлетта на мысль попытаться получить соединения ксенона с гексафторидом платины. В 1962 г. попытка увенчалась успехом: на свет появились первые в мире химические соединения благородного газа — Хе (PtFe) и Хе (PtFe)2.
А далее началась «цепная реакция» синтеза химических соединений инертных элементов, главным образом ксенона. Эту неожиданную ситуацию, возникшую в химии, один из современников окрестил как «кошмар фторидов ксенона», ибо в том же 1962 г. были, и сравнительно просто, приготовлены дифторид, тетрафторид и гексафторид ксенона (XeF2, XeF4 и XeFe). Более того, выяснилось, что все эти соединения являются устойчивыми не только при комнатной температуре, но и при легком нагревании. В следующем году удалось получить дифторид криптона KrF2, но он оказался неустойчивым соединением и остается фактически единственным бинарным соединением элемента. Логика подсказывает, что наибольшей химической активностью должен обладать радон (его энергия ионизации 10,75 эВ наименьшая среди атомов благородных газов), но он неудобен для экспериментов из-за малых периодов полураспада его изотопов и сильной а-актив-ности, которая разрушает химические связи. Тем не менее удалось синтезировать устойчивый дифторид радона. Получение других его соединений, например, дихлорида и оксидов, в точности не установлено.
Для ксенона же к настоящему времени известно более 150 различных соединений, в которых элемент образует химические связи со фтором, хлором, кислородом, углеродом и азотом. Его основные степени окисления +2, +4, +8. Ксенон проявляет их, образуя кислоты, соли кислот, оксигалогениды и многочисленные комплексные соединения. Более 50 химических производных ксенона синтезировано советскими химиками. Соединения ксенона и криптона нашли важное практическое применение. Используя их, удалось при обычной температуре получить практически все элементы в высших окислительных состояниях (например, пятивалентные золото и палладий).
|