Tetrasauerstoffdifluorid

Tetrasauerstoffdifluorid ist eine anorganische chemische Verbindung des Sauerstoffs aus der Gruppe der Sauerstofffluoride. Sie besteht aus zwei über eine schwache OO-Bindung verbundenen O₂F-Molekülhälften. Es ist das Dimer des O₂F-Radikals.

Gewinnung und Darstellung

Tetrasauerstoffdifluorid kann in zwei Schritten gewonnen werden. Im ersten Schritt werden hier photochemisch erzeugte Fluor-Atome mit Sauerstoff zur Reaktion gebracht, um Disauerstoffmonofluorid-Radikale zu erzeugen:

$\mathrm{2}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{F}}^{\mathrm{\cdot }}\mathrm{⟶}\mathrm{2}\mathrm{[}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{F}{\mathrm{]}}^{\mathrm{\cdot }}$

Die dann anschließend in einer Gleichgewichtsreaktion zu Tetrasauerstoffdifluorid dimerisieren, dies geschieht bei Temperaturen unterhalb von −175 °C:

$\mathrm{2}\mathrm{[}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{F}{\mathrm{]}}^{\mathrm{\cdot }}\mathrm{\rightleftharpoons }{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}$

Parallel zersetzen sich die Disauerstoffmonofluorid-Radikale zu Disauerstoffdifluorid und Sauerstoff, wodurch sich das obige Gleichgewicht autonom auf die linke Seite verschiebt:

$\mathrm{2}\mathrm{[}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{F}{\mathrm{]}}^{\mathrm{\cdot }}\mathrm{⟶}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}$

Eigenschaften

Tetrasauerstoffdifluorid ist als Feststoff dunkelrotbraun und besitzt einen Schmelzpunkt von −191 °C.

Es ist ein starkes Fluorierungs- und Oxidationsmittel, stärker noch als Disauerstoffdifluorid, so vermag es z. B. Ag(II) zu Ag(III), oder Au(III) zu Au(V) zu oxidieren. Dieser Prozess bringt die entsprechenden Fluorid-Anionen $\mathrm{A}\mathrm{g}\mathrm{F}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}$ bzw. $\mathrm{A}\mathrm{u}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6{\phantom{A}}^{-}$ hervor. Mit unedleren Stoffen führt die Oxidation selbst bei niedrigsten Temperaturen zu einer Explosion, z. B. wird elementarer Schwefel selbst bei −180 °C explosionsartig in Schwefelhexafluorid überführt.

Tetrasauerstoffdifluorid neigt ähnlich wie $[\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\mathrm{F}]{\phantom{A}}^{*}$ oder $\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\mathrm{F}{\phantom{A}}_2$ dazu, mit Fluoridion-Akzeptoren wie Bortrifluorid ($\mathrm{B}\mathrm{F}{\phantom{A}}_3$) zu Salzen mit dem Oxygenyl-Ion ($\mathrm{O}{\phantom{A}}_2{\phantom{A}}^{+}$) zu reagieren. Im Falle von $\mathrm{B}\mathrm{F}{\phantom{A}}_3$führt das zur Bildung von $\mathrm{O}{\phantom{A}}_2{\phantom{A}}^{+}\mathrm{B}\mathrm{F}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}$nach der Reaktionsgleichung:

$\mathrm{O}{\phantom{A}}_4\mathrm{F}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{B}\mathrm{F}{\phantom{A}}_3⟶2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2{\phantom{A}}^{+}\mathrm{B}\mathrm{F}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}$

Auch mit Arsenpentafluorid zeigt sich dieses Verhalten, hier führt es zu $\mathrm{O}{\phantom{A}}_2{\phantom{A}}^{+}\mathrm{A}\mathrm{s}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6{\phantom{A}}^{-}$.