화합물
제논의 주된 화합물은 내포화합물, 플루오린 화합물, 그리고 산화물이다. 내포 화합물은 어떤 화합물이 만든 3차원 골격구조의 빈 공간에 다른 원자나 분자가 화학결합에 의하지 않고 물리적으로 갇혀 만들어진 물질을 말하는 것으로 엄밀한 의미에서는 화합물이 아니다. 바틀레트가 최초의 비활성 기체 화합물인 XePtX6를 합성하기 전까지는 내포화합물(clathrate)만 알려져 있었다.
내포화합물 제논은 아르곤(Ar)이나 크립톤(Kr)처럼 퀴놀(quinol, 1,4-C6H4(OH)2)이나 물(H2O)과 내포화합물을 만든다. 이들 화합물의 조성은 각각 Xe{C6H4(OH)2)}3과 Xe8(H2O)46이다. 제논의 이러한 내포 화합물 형성 특성은 핵 반응로에서 생성된 방사성 Xe를 저장하고 취급하는데 이용된다
플루오린 및 염소 화합물 제논의 플루오린 화합물은 XeF2, XeF4, XeF6가 알려져 있는데, 이들은 다른 제논 화합물 합성의 출발물질로 사용된다. XeF2는 F2와 Xe 기체 혼합물을 가열하거나, 자외선을 쪼이거나, 전기방전을 하면 생성된다. 실온에서 흰색 고체이며, 녹는점은 128.6oC이다. SbF5와 반응하여 XeF+와 SbF6-를 생성한다. 또한 여러 금속 배위 착화합물의 배위자(ligand)가 될 수 있는데, 예로 HF 용매에서 Mg(AsF6)2와 다음과 같이 반응한다.
Mg(AsF6)2 + 4 XeF2 → [Mg(XeF2)4](AsF6)2
또한 XeF2는 플루오린화 시약, 산화제, 규소(Si)의 식각제 등으로 사용된다.
C6H5-OCH3 + XeF2 → F-C6H4-OCH3 (플루오린화 시약) CH2=CH-CH=CH2 + XeF2 → FCH2-CH(F)-CH=CH2 (+ FCH2-CH=CH-CH2F) (산화제) 2 XeF2 + Si → 2 Xe + SiF4 (규소의 식각제)
XeF4는 F2와 Xe 기체 혼합물을 니켈 용기에서 400oC로 가열해서 얻는데, 승화점이 115.7oC인 흰색 고체이다. 낮은 온도에서 물에 의해 가수분해되어 Xe, O2, HF, XeO3등을 생성한다. 백금(Pt)과 반응하여 PtF4를 생성하고 Xe가 되며, CsF, BiF5와 반응하여 각각 CsXeF5, XeF3BiF6를 만든다. 또한, XeF4는 실리콘 고무(silicone rubber)에 미량 들어있는 금속을 분석하기 위한 실리콘 고무 분해제로 사용되는데, 이는 XeF4와 실리콘과의 반응 생성물이 모두 기체여서 실리콘은 분해되어 날아가고 금속만 잔류물로 남기 때문이다.
XeF6는 XeF2를 고온에서 NiF2 촉매와 함께 가열하면 생성된다. 가수분해되어 XeOF4와 XeO2F2를 거쳐 최종적으로 XeO3가 되며, 루이스 산으로 F-과 결합한다.
Xe의 다른 할로겐 화합물은 XeCl2만 알려져 있는데, Xe와 Cl2 기체 혼합물을 마이크로파 방전시켜 만들 수 있다. 그러나, 이것이 진정한 화합물인지 아니면 제논과 염소 분자가 다른 2차적 결합으로 연결된 초분자인지 분명하지는 않다. |