二氟化四氧

二氟化四氧
别名	四氧化二氟
识别
CAS号	107782-11-6
性质
化学式	F2O4
摩尔质量	101.99 g·mol^−1
外观	红棕色固体（当 < −191 °C）
熔点	-191 °C（82 K）
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

二氟化四氧是一种氧的氟化物，由两个 O₂F 单元被弱 O-O 键键合而成，也是 O₂F 自由基的二聚体。^[1]

制备

四氟化氧的制备有两步。在第一步中，光化学产生的氟原子与氧气反应，形成一氟化二氧自由基。^[1]

${\displaystyle \mathrm {2\ O_{2}+2\ F^{\cdot }\longrightarrow 2\ [O_{2}F]^{\cdot }} }$

该自由基随后进行二聚，在低于 -175°C 的温度下与二氟化四氧达到平衡：^[1]

${\displaystyle \mathrm {2\ [O_{2}F]^{\cdot }\rightleftharpoons O_{4}F_{2}} }$

同时，一氟化二氧自由基会分解成二氟化二氧和氧气，这将上述 O₄F₂ 的平衡向左移动。^[2]

${\displaystyle \mathrm {2\ [O_{2}F]^{\cdot }\longrightarrow O_{2}+O_{2}F_{2}} }$

性质

二氟化四氧是一种红棕色固体，熔点在−191 °C左右。^[1]

二氟化四氧是一种强氟化剂和氧化剂，甚至比二氟化二氧还强。它可以把Ag(II)氧化成Ag(III)，把Au(III)氧化成Au(V)。这个反应会产生对应的阴离子 ${\displaystyle {\ce {AgF4-}}}$ 和${\displaystyle {\ce {AuF6^-}}}$。对于非惰性物质，即使在低温下，这种氧化反应也会导致爆炸。例如，即使在 -180°C 下，硫单质也会和二氟化四氧发生爆炸性反应，形成六氟化硫。^[3]

类似 ${\displaystyle {\ce {[O2F]^{\cdot }}}}$ 和${\displaystyle {\ce {O2F2}}}$，当和像是三氟化硼（BF₃）的氟离子接收剂反应时，二氟化四氧倾向于形成二氧基盐 ${\displaystyle {\ce {O2+}}}$。例如，它和${\displaystyle {\ce {BF3}}}$反应会产生 ${\displaystyle {\ce {O2+BF4-}}}$：^[1]

${\displaystyle {\ce {O_4F_2 + 2BF_3 -> 2O_2+BF_4^-}}}$

类似的，它和五氟化砷反应，产生${\displaystyle {\ce {O2+AsF6-}}}$。^[1]

参考资料

1. Holleman, Arnold F. Anorganische Chemie: Band 1, Grundlagen und Hauptgruppenelemente 1. Egon Wiberg, Nils Wiberg 103th. Berlin. 2017. ISBN 978-3-11-026932-1. OCLC 968134975 （德语）. 
2. Sauerstoff-Fluoride. roempp.thieme.de. [2021-10-14]. （原始内容存档于2021-11-04）. 
3. Holleman, Arnold F. Anorganische Chemie: Band 1, Grundlagen und Hauptgruppenelemente 1. Egon Wiberg, Nils Wiberg 103th. Berlin. 2017. ISBN 978-3-11-026932-1. OCLC 968134975 （德语）.