数据氙的电子排布电子排布:[Kr]5s²5p⁶;电负性:2.60(泡林标度) [5] ;化学键能:Xe-O:84kJ ·mol⁻¹;氧化态:Xe(0), Xe(II), Xe(IV), Xe(VI), Xe(VIII) [1] ;晶体结构:面心立方晶胞;a = 620.23 pm;电离能(kJ /mol):I₁:1170.4;I₂: 2046;I₃: 3097;I₄: 4300; I₅: 5500;I₆: 6600;I₇: 9300;I₈: 10600;I₉: 19800;I₁₀: 23000。
氙的电子构型非常稳定,且它的电离能相对较大,因此在化学上显惰性,只与强的氧化剂反应。
氟化反应与氟化氙氙气与氟气直接混合,可以得到无色的XeF₂,XeF₄与XeF₆晶体 [6] ,氙与氟的比例不同,得到的主产物不同[6] :Xe:F₂=2:1,1273K,1.03×10⁵Pa [7] 或298K,紫外线光照 [6] :;Xe:F₂=1:5,873K,6.18×10⁵Pa:;Xe:F₂=1:20,573K,6.18×10⁵Pa:;若使用镍、钴和钙的氟化物作为催化剂能显著提高上述反应速率,使用Ag₂O或Ni₂O₃则可以在零度时引起氟和氙的爆炸反应。
一些氟化物则对反应催化具有选择性,例如在Xe:F₂=1:10,温度为120℃时,使用氟化镁作为催化剂,产物只有XeF₂,若使用二氟化镍作为催化剂,产物则只有XeF₆。
[3] 氙的三种氟化物在室温下都能稳定存在。
若将XeF₂溶于水中,则与水缓慢反应,又得到氙气:XeF₄与水反应时,一半发生反应,另一半则歧化为Xe(0)与Xe(VI):,反应过程中有疑似XeOF₂的黄色中间产物 [6] 。
XeF₆与水发生的是水解反应:,生成的XeOF₄则进一步与水反应,直到完全水解:。
生成的XeO₃可以溶解于水并稳定存在,不会进一步氧化水。
碱性时,XeF₆会歧化为不溶解的高氙酸盐与氙气。
[6] 氙的氟化物都是强的氧化剂与氟化剂,在工业生产上有实际用途,例如一些有机物的氟化,使用的就是XeF₂。
[6] 含氧化合物氙的氧化物有XeO₃与XeO₄,对应的酸根为氙酸根(HXeO₄⁻)与高氙酸根(XeO₆⁴⁻) [6] 。
XeO₃可用XeF₄或XeF₆与水反应制得 [6] ,XeO₃在酸性与中性溶液中稳定,在碱性溶液中以HXeO₄⁻形式存在,并且不稳定,易分解或歧化 [6] 。
XeO₄可由高氙酸钡与硫酸复分解制得 [6] :,XeO₄是一种稳定性差,易爆炸的黄色固体,氧化性极强 [6] 。
除上边所述的XeF₆歧化制法,高氙酸盐亦可通过XeO₃的碱溶液与臭氧反应制得。
[1] 复合氟化物六氟化铂(左)与六氟合铂酸氙(右)在氙的化合物的发现史上,复合氟化物占有重要的地位。
氙的第一个真正意义上的化合物正是复合氟化物氟铂酸氙(Xe⁺PtF₆⁻),它是用Xe与强氧化剂PtF₆混合产生的:。
随着Xe与PtF₆的用量的不同,氟铂酸氙的组成可以在Xe⁺:PtF₆⁻=0.5:1之间变化。
氟铂酸氙是一种发粘的橙黄色固体,在室温下稳定,遇水分解出氙,氧气,氟化氢和二氧化铂(IV)。
其他一些金属的六氟化物也可以与氙反应生成形如XeMF₆的化合物。
[3] 将氙、氟和固态PF₅混合并辉光放电,可以生成不稳定的XePF₆,同时氙、氟和玻璃仪器反应产生Xe₂SiF₆。
将二氟化氙和一些金属的五氟化物反应也可以生成XeMF₆型的化合物。
[3] 其它化合物含有Xe-N键与Xe-C的化合物均被发现,典型代表是FXeN(SO₂F)₂与[Xe(C₆F₅)]·[C₆F₅BF₃] [1] 。
氙还有氢醌包合物形式的化合物,其中氙被捕集至氢醌的晶格之中。
[1]