ZWIĄZKI 

ZWIĄZKI 

HELOWCÓW

HELOWCÓW

 

 



Związki helowców jako wyjątek 

Związki helowców jako wyjątek 

teorii oktetu elektronowego

teorii oktetu elektronowego



Wyjaśnienie trwałości związków 

Wyjaśnienie trwałości związków 

helowców w oparciu o teorię 

helowców w oparciu o teorię 

orbitali molekularnych

orbitali molekularnych



Przykłady związków helowców

Przykłady związków helowców



Struktura cząsteczek związków 

Struktura cząsteczek związków 

helowców wg teorii VSEPR.

helowców wg teorii VSEPR.

 

 



 

 

Związki helowców jako wyjątek 

Związki helowców jako wyjątek 

teorii oktetu elektronowego:

teorii oktetu elektronowego:

Helowce bardzo opornie wchodzą w 

Helowce bardzo opornie wchodzą w 

reakcje chemiczne. Z tych samych 

reakcje chemiczne. Z tych samych 

względów atomy helowców nie łączą się 

względów atomy helowców nie łączą się 

między sobą i nie tworzą cząsteczek 

między sobą i nie tworzą cząsteczek 

dwuatomowych. Tworzenie wiązań między 

dwuatomowych. Tworzenie wiązań między 

atomami związane jest zawsze ze 

atomami związane jest zawsze ze 

zmianami w zewnętrznych powłokach 

zmianami w zewnętrznych powłokach 

elektronowych. Chemiczna bierność 

elektronowych. Chemiczna bierność 

helowców i ich wysokie energie jonizacji 

helowców i ich wysokie energie jonizacji 

wskazują na szczególną trwałość 

wskazują na szczególną trwałość 

zewnętrznych powłok elektronowych tych 

zewnętrznych powłok elektronowych tych 

pierwiastków. 

pierwiastków. 

 

 

Hel ma na zewnętrznej powłoce dwa 

Hel ma na zewnętrznej powłoce dwa 

elektrony, czyli tzw. dublet elektronowy 

elektrony, czyli tzw. dublet elektronowy 

(na pierwszej powłoce nie może być ich 

(na pierwszej powłoce nie może być ich 

więcej 1s

więcej 1s

2

2

), pozostałe mają ich osiem 

), pozostałe mają ich osiem 

(oktet). 

(oktet). 

Wiadomo, że między elektronami powinna 

Wiadomo, że między elektronami powinna 

działać siła odpychania. Wiadomo jednak 

działać siła odpychania. Wiadomo jednak 

również, że dookoła przewodnika 

również, że dookoła przewodnika 

elektrycznego, w którym płynie prąd 

elektrycznego, w którym płynie prąd 

elektryczny (ruch elektronów), powstaje 

elektryczny (ruch elektronów), powstaje 

pole magnetyczne. Wirujący elektron 

pole magnetyczne. Wirujący elektron 

wytwarza więc pole magnetyczne, 

wytwarza więc pole magnetyczne, 

którego bieguny uzależnione są od jego 

którego bieguny uzależnione są od jego 

krętu (spinu). 

krętu (spinu). 

 

 

Między dwoma elektronami wirującymi w 

Między dwoma elektronami wirującymi w 

przeciwnych kierunkach (mającymi 

przeciwnych kierunkach (mającymi 

przeciwne spiny) obok siły 

przeciwne spiny) obok siły 

elektrostatycznego odpychania działa 

elektrostatycznego odpychania działa 

również siła magnetycznego 

również siła magnetycznego 

przyciągania. Dwa elektrony w jednym 

przyciągania. Dwa elektrony w jednym 

orbitalu mogą więc tworzyć trwałą parę 

orbitalu mogą więc tworzyć trwałą parę 

(tzw. dublet elektronowy), o ile mają 

(tzw. dublet elektronowy), o ile mają 

przeciwne spiny. Jest to zgodne z tzw. 

przeciwne spiny. Jest to zgodne z tzw. 

zakazem Pauliego. Takie dwa elektrony 

zakazem Pauliego. Takie dwa elektrony 

nazywamy elektronami sparowanymi 

nazywamy elektronami sparowanymi 

(tworzącymi parę).

(tworzącymi parę).

 

 

Atomy tracą elektrony lub je przyłączają 

Atomy tracą elektrony lub je przyłączają 

osiągając w ten sposób powłokę 

osiągając w ten sposób powłokę 

zewnętrzną najbliższego helowca. W 1917 

zewnętrzną najbliższego helowca. W 1917 

r.  Kassel podał tzw. teorię oktetu zgodnie z 

r.  Kassel podał tzw. teorię oktetu zgodnie z 

którą naturalną tendencją atomów jest 

którą naturalną tendencją atomów jest 

uzupełnianie powłoki walencyjnej do ośmiu 

uzupełnianie powłoki walencyjnej do ośmiu 

elektronów (oktet). Z tego względu atomy 

elektronów (oktet). Z tego względu atomy 

pierwiastków grupy IA tracą po jednym 

pierwiastków grupy IA tracą po jednym 

elektronie, grupy IIA- dwa, IIIA- trzy, itp. 

elektronie, grupy IIA- dwa, IIIA- trzy, itp. 

Analogicznie atomy pierwiastków grupy 

Analogicznie atomy pierwiastków grupy 

VIIA przyjmują po jednym elektronie, a VIA- 

VIIA przyjmują po jednym elektronie, a VIA- 

dwa. Każdy z tych procesów prowadzi do 

dwa. Każdy z tych procesów prowadzi do 

uzyskania zewnętrznej powłoki 

uzyskania zewnętrznej powłoki 

ośmioelektronowej.

ośmioelektronowej.

Atomy metali w celu osiągnięcia trwałości 

Atomy metali w celu osiągnięcia trwałości 

oddają elektrony zaś niemetale przyjmują 

oddają elektrony zaś niemetale przyjmują 

elektrony. To jest niepisana reguła.

elektrony. To jest niepisana reguła.

 

 



Wyjaśnienie trwałości związków 

Wyjaśnienie trwałości związków 

helowców w oparciu o teorię orbitali 

helowców w oparciu o teorię orbitali 

molekularnych

molekularnych

 

 

Rozpatrzmy układ złożony z dwóch atomów 

Rozpatrzmy układ złożony z dwóch atomów 

helu a więc układ zawierający dwa jądra 

helu a więc układ zawierający dwa jądra 

helu i cztery elektrony. Atomy helu wykazują 

helu i cztery elektrony. Atomy helu wykazują 

konfigurację 1s

konfigurację 1s

2

2

. Jeżeli jądra helu znalazłyby 

. Jeżeli jądra helu znalazłyby 

się w odległości na tyle małej że pokrywanie 

się w odległości na tyle małej że pokrywanie 

orbitali atomowych byłoby już znaczne to 

orbitali atomowych byłoby już znaczne to 

zachowanie elektronów opisywałyby lepiej 

zachowanie elektronów opisywałyby lepiej 

orbitale cząsteczkowe: wiążące 

orbitale cząsteczkowe: wiążące 

δ

δ

1s oraz 

1s oraz 

antywiążące 

antywiążące 

 

 

δ

δ

*1s niż orbitale atomowe 1s.

*1s niż orbitale atomowe 1s.

 

 

 

 

Schemat energetyczny tych orbitali 

jakościowo nie różni się od schematu 

energetycznego dla cząsteczki 

wodoru. W przypadku cząsteczek He

2 

na poziomach energetycznych orbitali 

molekularnych znalazłoby się jednak 

nie dwa ale cztery elektrony, co dałoby 

konfigurację elektronową  (δ1s)

2 

(δ*1s)

2.

 

 

Poziom energetyczny 

wiążącego orbitalu cząsteczkowego 

δ1s leży bliżej poziomu orbitali 

atomowych 1s niż poziom 

energetyczny odpowiadający 

antywiążącemu orbitalowi δ*1s. 

 

 

Energia potrzebna do przeniesienia 

elektronu z orbitalu 1s na orbital 

antywiążący δ*1s jest większa niż energia 

którą się zyskuje podczas przejścia 

elektronu z orbitalu atomowego 1s na 

wiążący orbital cząsteczkowy δ1s. W 

rezultacie utworzenie cząsteczki He

2

 

zawierającej dwa elektrony na orbitalu 

wiążącym oraz dwa na orbitalu 

antywiążącym wymagałoby pewnego 

nakładu energii tzn. dałoby układ 

bogatszy w energię i mniej trwały niż dwa 

oddziaływujące na siebie atomy helu. 

Dlatego hel nie tworzy nigdy obojętnych 

cząsteczek dwuatomowych.

 

 

Uwzględnić trzeba fakt, że przedstawiony 

Uwzględnić trzeba fakt, że przedstawiony 

schemat energetyczny dopuszcza utworzenie 

schemat energetyczny dopuszcza utworzenie 

zjonizowanej cząsteczki He

zjonizowanej cząsteczki He

2

2

+

+

. Zawiera ona 

. Zawiera ona 

łącznie trzy elektrony zachowanie dwóch 

łącznie trzy elektrony zachowanie dwóch 

spośród nich opisuje wiążący orbital 

spośród nich opisuje wiążący orbital 

cząsteczkowy, zachowanie trzeciego – orbital 

cząsteczkowy, zachowanie trzeciego – orbital 

antywiążący. Jonowi He

antywiążący. Jonowi He

2

2

+

+

 odpowiada zatem 

 odpowiada zatem 

konfiguracja elektronowa 

konfiguracja elektronowa 

(

(

δ

δ

1s)

1s)

2 

2 

(

(

δ

δ

*1s

*1s

)1.

)1.

 W tym 

 W tym 

przypadku więcej energii zostaje oddane na 

przypadku więcej energii zostaje oddane na 

skutek umieszczenia dwóch elektronów na 

skutek umieszczenia dwóch elektronów na 

poziomie energetycznym orbitalu wiążącego 

poziomie energetycznym orbitalu wiążącego 

niż zostaje pochłonięte na skutek 

niż zostaje pochłonięte na skutek 

umieszczenia jednego elektronu na poziomie

umieszczenia jednego elektronu na poziomie

. 

. 

 

 

   

   

energetycznym orbitalu antywiążącego.

energetycznym orbitalu antywiążącego.

   

   

W rezultacie jon He

W rezultacie jon He

2

2

+

+

 jest uboższy w 

 jest uboższy w 

energię od układu złożonego z 

energię od układu złożonego z 

oddziaływujących na siebie atomu He i 

oddziaływujących na siebie atomu He i 

jonu He

jonu He

+

+

 i wykazuje większą trwałości. 

 i wykazuje większą trwałości. 

Pojawienie się jonów He

Pojawienie się jonów He

2

2

+

+

 stwierdzono 

 stwierdzono 

w helu poddanym działaniu wyładowań 

w helu poddanym działaniu wyładowań 

elektrycznych.

elektrycznych.

 

 



Przykłady związków helowców

Przykłady związków helowców

Odkrywcom helowców Rayleigh’owi i 

Odkrywcom helowców Rayleigh’owi i 

Ramsay’owi nie udało się wykryć żadnej 

Ramsay’owi nie udało się wykryć żadnej 

reakcji chemicznej w którą wchodziłby gaz 

reakcji chemicznej w którą wchodziłby gaz 

szlachetny mimo wielu prób. Nawet w 

szlachetny mimo wielu prób. Nawet w 

środowisku bardzo aktywnym pod względem 

środowisku bardzo aktywnym pod względem 

chemicznym. Stwierdzili że gazy nie ulegają 

chemicznym. Stwierdzili że gazy nie ulegają 

działaniu tlenu, magnezu, wodoru, chloru, 

działaniu tlenu, magnezu, wodoru, chloru, 

par siarki na zimo ani gorąco. Nawet 

par siarki na zimo ani gorąco. Nawet 

wykrycie związków klatratowych helowców 

wykrycie związków klatratowych helowców 

nie przełamało tego twierdzenia. 

nie przełamało tego twierdzenia. 

Klatraty 

Klatraty 

(czyli z łacińskiego zamknięty w klatce) – 

(czyli z łacińskiego zamknięty w klatce) – 

stanowią bardzo specyficzny typ połączeń. 

stanowią bardzo specyficzny typ połączeń. 

 

 

Klatrat - kompleks klatratowy, sieć typu gość-

Klatrat - kompleks klatratowy, sieć typu gość-

gospodarz - to struktura nadcząsteczkowa, w 

gospodarz - to struktura nadcząsteczkowa, w 

której występuje regularna sieć krystaliczna 

której występuje regularna sieć krystaliczna 

jednego związku chemicznego, wewnątrz 

jednego związku chemicznego, wewnątrz 

której równie regularnie są zaokludowane 

której równie regularnie są zaokludowane 

(uwięzione) cząsteczki innego związku 

(uwięzione) cząsteczki innego związku 

chemicznego.

chemicznego.

Klatraty stanowią rodzaj szerszej grupy tego 

Klatraty stanowią rodzaj szerszej grupy tego 

rodzaju struktur nadcząsteczkowych 

rodzaju struktur nadcząsteczkowych 

nazywających się wspólnie klasterami. 

nazywających się wspólnie klasterami. 

Związki te w czasie tworzenia są w stanie 

Związki te w czasie tworzenia są w stanie 

wchłonąć inne substancje małocząsteczkowe. 

wchłonąć inne substancje małocząsteczkowe. 

Rozpadają się w czasie topnienia. 

Rozpadają się w czasie topnienia. 

 

 

 

 

Przykładem klatratu jest hydrochinon, 

Przykładem klatratu jest hydrochinon, 

który potrafi "wchłonąć" siarkowodór, 

który potrafi "wchłonąć" siarkowodór, 

dwutlenek siarki, cyjanowodór i 

dwutlenek siarki, cyjanowodór i 

chlorowodór. 

chlorowodór. 

Najbardziej znanymi przykładami 

Najbardziej znanymi przykładami 

klatratów tworzących się z udziałem 

klatratów tworzących się z udziałem 

helowców są klatraty w których sieć 

helowców są klatraty w których sieć 

macierzystą tworzy hydrochinon 

macierzystą tworzy hydrochinon 

C

C

6

6

H

H

4

4

(OH)

(OH)

2

2

. powstają one podczas 

. powstają one podczas 

krystalizacji hydrochinonu z roztworów: 

krystalizacji hydrochinonu z roztworów: 

benzenowego lub wodnego nasyconych 

benzenowego lub wodnego nasyconych 

argonem, kryptonem lub ksenonem pod 

argonem, kryptonem lub ksenonem pod 

zwiększonym ciśnieniem. Zawierają one 

zwiększonym ciśnieniem. Zawierają one 

nieco mniej niż jeden atom helowca na 3 

nieco mniej niż jeden atom helowca na 3 

cząsteczki hydrochinonu. 

cząsteczki hydrochinonu. 

 

 

Klatrat argonu uzyskany pod ciśnienem 40 

Klatrat argonu uzyskany pod ciśnienem 40 

atm ma skład [C

atm ma skład [C

6

6

H

H

4

4

(OH)

(OH)

2

2

]

]

3

3

0,8Ar, klatrat 

0,8Ar, klatrat 

ksenonu uzyskany pod ciśnieniem 14 atm – 

ksenonu uzyskany pod ciśnieniem 14 atm – 

skład [C

skład [C

6

6

H

H

4

4

(OH)

(OH)

2

2

]

]

3

3

0,88Xe. 

0,88Xe. 

Gazy te można łatwo odzyskać rozpuszczając 

Gazy te można łatwo odzyskać rozpuszczając 

klatrat np. w alkoholu metylowym lub 

klatrat np. w alkoholu metylowym lub 

odgrzewając go do 120

odgrzewając go do 120

o

o

C. 

C. 

Klatraty tworzone są przez wszystkie gazy 

Klatraty tworzone są przez wszystkie gazy 

szlachetne z wyjątkiem helu. Związkami tego 

szlachetne z wyjątkiem helu. Związkami tego 

typu są także hydraty helowców. W hydratach 

typu są także hydraty helowców. W hydratach 

o wzorze Y*5,75H

o wzorze Y*5,75H

2

2

O (Y- atom helowca) 

O (Y- atom helowca) 

cząsteczki wody krzepnące w obecności 

cząsteczki wody krzepnące w obecności 

helowca układają się w taką strukturę 

helowca układają się w taką strukturę 

krystaliczną że komórka elementarna

krystaliczną że komórka elementarna

 

 

zawiera 46 cząsteczek wody pomiędzy którymi 

zawiera 46 cząsteczek wody pomiędzy którymi 

znajduje się 8 luk, dwie mniejsze i sześć 

znajduje się 8 luk, dwie mniejsze i sześć 

większych zdolnych pomieścić atom helowca. 

większych zdolnych pomieścić atom helowca. 

Również w tym przypadku pomiędzy 

Również w tym przypadku pomiędzy 

uwięzionymi atomami helowców a 

uwięzionymi atomami helowców a 

cząsteczkami wody tworzącymi sieć 

cząsteczkami wody tworzącymi sieć 

krystaliczną nie tworzą się wiązania 

krystaliczną nie tworzą się wiązania 

chemiczne, występują tylko słabe siły 

chemiczne, występują tylko słabe siły 

międzycząsteczkowe.

międzycząsteczkowe.

Dopiero w 1960 roku Bartlett udowodnił że 

Dopiero w 1960 roku Bartlett udowodnił że 

krypton, ksenon i radon mogą tworzyć 

krypton, ksenon i radon mogą tworzyć 

prawdziwe związki chemiczne tzn. takie w 

prawdziwe związki chemiczne tzn. takie w 

których występują normalne wiązania 

których występują normalne wiązania 

chemiczne. Działając tlenem na 

chemiczne. Działając tlenem na 

sześciofluorek platyny otrzymał już w

sześciofluorek platyny otrzymał już w

 

 

 

 

temperaturze pokojowej związek O

temperaturze pokojowej związek O

2

2

PtF

PtF

6 

6 

nazywany sześciofluoroplatynianem 

nazywany sześciofluoroplatynianem 

dwuoksygenylu

dwuoksygenylu

O

O

2

2

+PtF

+PtF

6

6

= O

= O

2

2

PtF

PtF

6

6

O utworzeniu związku jonowego O

O utworzeniu związku jonowego O

2

2

PtF

PtF

6 

6 

z 

z 

tlenu i z PfF

tlenu i z PfF

6

6

 decyduje nie tylko zdolność 

 decyduje nie tylko zdolność 

cząsteczki PfF

cząsteczki PfF

6

6

 do odbierania elektronów 

 do odbierania elektronów 

ale również cząsteczki O

ale również cząsteczki O

2

2

 do ich 

 do ich 

oddawania. Miarą tej ostatniej zdolności 

oddawania. Miarą tej ostatniej zdolności 

jest energia jonizacji cząsteczki O

jest energia jonizacji cząsteczki O

2

2

 

 

wynosząca 281,3 kcal/mol. Energia ta 

wynosząca 281,3 kcal/mol. Energia ta 

nieznacznie różni się od energii jonizacji 

nieznacznie różni się od energii jonizacji 

ksenonu równej 279,6 kcal/mol. 

ksenonu równej 279,6 kcal/mol. 

 

 

Właśnie ten fakt spowodował, że Bartlett 

Właśnie ten fakt spowodował, że Bartlett 

działając sześciofluorkiem platyny na 

działając sześciofluorkiem platyny na 

ksenon uzyskał związek analogiczny do 

ksenon uzyskał związek analogiczny do 

sześciofluoroplatynianu dwuoksygenylu. W 

sześciofluoroplatynianu dwuoksygenylu. W 

temperaturze pokojowej działając 

temperaturze pokojowej działając 

ksenonem na sześciofluorek platyny 

ksenonem na sześciofluorek platyny 

otrzymał czerwonopomarańczowony  stały  

otrzymał czerwonopomarańczowony  stały  

sześciofluoroplatynian ksenonu. 

sześciofluoroplatynian ksenonu. 

Xe+PtF

Xe+PtF

6

6

=XePtF

=XePtF

6

6

Związek ten ma budowę jonową i jest 

Związek ten ma budowę jonową i jest 

trwały w temperaturze pokojowej. 

trwały w temperaturze pokojowej. 

Ogrzewany  temperaturach powyżej 160

Ogrzewany  temperaturach powyżej 160

o

o

C 

C 

oddaje częściowo ksenon i przechodzi w 

oddaje częściowo ksenon i przechodzi w 

związek o składzie (XePtF

związek o składzie (XePtF

6

6

)

)

2

2

, ciało stałe o 

, ciało stałe o 

barwie czerwonej. Z wodą XePtF

barwie czerwonej. Z wodą XePtF

6

6

 ulega 

 ulega 

gwałtownej reakcji hydrolizy.

gwałtownej reakcji hydrolizy.

 

 

2XePtF

2XePtF

6

6

+6H

+6H

2

2

O=2Xe+O

O=2Xe+O

2

2

+12HF+2PtO

+12HF+2PtO

2

2

Znamy połączenia argonu, kryptonu, 

Znamy połączenia argonu, kryptonu, 

ksenonu głównie z fluorkiem i tlenkiem. 

ksenonu głównie z fluorkiem i tlenkiem. 

Nie udało się natomiast uzyskać połączeń 

Nie udało się natomiast uzyskać połączeń 

helu i neonu. Na drodze doświadczalnej 

helu i neonu. Na drodze doświadczalnej 

otrzymano też czterofluorek ksenonu 

otrzymano też czterofluorek ksenonu 

ogrzewając w zamkniętym naczyniu 

ogrzewając w zamkniętym naczyniu 

niklowym mieszaninę fluoru i ksenonu w 

niklowym mieszaninę fluoru i ksenonu w 

temperaturze 40

temperaturze 40

o

o

C a następnie 

C a następnie 

ochładzając ją gwałtownie do 

ochładzając ją gwałtownie do 

temperatury pokojowej. 

temperatury pokojowej. 

 

 

Obecnie znamy wiele fluorków 

Obecnie znamy wiele fluorków 

otrzymanych w reakcji gazu szlachetnego 

otrzymanych w reakcji gazu szlachetnego 

bezpośrednio z fluorem, lub takimi 

bezpośrednio z fluorem, lub takimi 

środkami fluorującymi jak OF

środkami fluorującymi jak OF

2

2

, PtF

, PtF

6

6

, CF

, CF

4

4

, 

, 

stosując przy tym zależnie od potrzeby 

stosując przy tym zależnie od potrzeby 

podwyższoną temperaturę i ciśnienie, 

podwyższoną temperaturę i ciśnienie, 

wyładowania elektryczne, nadświetlnie 

wyładowania elektryczne, nadświetlnie 

promieniami nadfioletowymi. 

promieniami nadfioletowymi. 

We wszystkich fluorkach podobnie jak i w 

We wszystkich fluorkach podobnie jak i w 

pozostałych związkach helowce występują 

pozostałych związkach helowce występują 

na dodatnich stopniach utlenienia, przy 

na dodatnich stopniach utlenienia, przy 

czym przyjmują stopień utlenienia od +1 

czym przyjmują stopień utlenienia od +1 

do +8.

do +8.

 

 

Najczęściej jednak +6, +2, +4. Stosunkowo 

Najczęściej jednak +6, +2, +4. Stosunkowo 

najlepiej poznanymi fluorkami helowców są: 

najlepiej poznanymi fluorkami helowców są: 

dwu-, cztero-, i sześciofluorek ksenonu, np. 

dwu-, cztero-, i sześciofluorek ksenonu, np. 

XeF

XeF

4 

4 

+ 2H

+ 2H

2

2





Xe + 4HF (temp. 400

Xe + 4HF (temp. 400

o

o

C)

C)

W zetknięciu z parami rtęci XeF

W zetknięciu z parami rtęci XeF

2 

2 

już w 

już w 

temperaturze pokojowej a XeF

temperaturze pokojowej a XeF

6

6

 w 100

 w 100

o

o

C 

C 

ulegają rozkładowi

ulegają rozkładowi

XeF

XeF

6 

6 

+ 6Hg

+ 6Hg





Xe + 3Hg

Xe + 3Hg

2

2

F

F

2

2

W obecności w wody ulegają hydrolizie. 

W obecności w wody ulegają hydrolizie. 

Powolna hydroliza XeF

Powolna hydroliza XeF

6

6

 prowadzi do 

 prowadzi do 

powstania kwasu ksenonowego H

powstania kwasu ksenonowego H

6

6

XeO

XeO

6

6

XeF

XeF

6

6

 + 6H

 + 6H

2

2

O = H

O = H

6

6

XeO

XeO

6

6

 + 6HF

 + 6HF

 

 

znanego także w postaci soli barowej 

znanego także w postaci soli barowej 

Ba

Ba

3

3

XeO

XeO

6

6

. Produktami częściowej 

. Produktami częściowej 

hydrolizy sześciofluorku ksenony są 

hydrolizy sześciofluorku ksenony są 

tlenoflurki ksenonu XeOF

tlenoflurki ksenonu XeOF

4

4

 oraz XeO

 oraz XeO

2

2

F

F

2. 

2. 

Produktem hydrolizy może być także 

Produktem hydrolizy może być także 

trójtlenek ksenonu XeO

trójtlenek ksenonu XeO

3

3

, higroskopijne 

, higroskopijne 

ciało stałe rozkładające się wybuchowo. 

ciało stałe rozkładające się wybuchowo. 

 

 



Struktura cząsteczek związków helowców wg 

Struktura cząsteczek związków helowców wg 

teorii VSEPR

teorii VSEPR

Dwufluorek

Dwufluorek

 

 

ksenonu, kryptonu wykazuje budowę 

ksenonu, kryptonu wykazuje budowę 

liniową natomiast czterofluorki ksenonu i kryptonu 

liniową natomiast czterofluorki ksenonu i kryptonu 

wykazują płaską strukturę kwadratową, 

wykazują płaską strukturę kwadratową, 

sześciofluorek ksenonu strukturę oktaedryczną, 

sześciofluorek ksenonu strukturę oktaedryczną, 

tlenofluorek XeOF

tlenofluorek XeOF

4

4

 strukturę piramidy kwadratowej. 

 strukturę piramidy kwadratowej. 

 

 

Struktura cząsteczki XeF2

 

 

Struktura cząsteczki XeF

Struktura cząsteczki XeF

4

4

 

 

Struktura XeF

Struktura XeF

6

6

 

 

Struktura cząsteczki XeOF

Struktura cząsteczki XeOF

4

4

 

 

W przypadku dwufluorku ksenonu XeF

W przypadku dwufluorku ksenonu XeF

2

2

 mamy do 

 mamy do 

czynienia z orbitalami cząsteczkowymi 

czynienia z orbitalami cząsteczkowymi 

δ

δ

 

 

trójcentrowymi a więc z orbitalami zdelokalizowanymi, 

trójcentrowymi a więc z orbitalami zdelokalizowanymi, 

które powstają w wyniku pokrywania się orbitalu 5p

które powstają w wyniku pokrywania się orbitalu 5p

x

x

 

 

ksenonu z orbitalami 2p

ksenonu z orbitalami 2p

x

x

 obu atomów fluoru.

 obu atomów fluoru.

Pokrywanie się orbitali atomowych w cząsteczce XeF2

 

 

Tworzy się jeden orbital zdelokalizowany 

Tworzy się jeden orbital zdelokalizowany 

wiążący 

wiążący 

δ

δ

, jeden niewiążący 

, jeden niewiążący 

δ

δ

0

0

 oraz 

 oraz 

jeden antywiążący 

jeden antywiążący 

δ

δ

*. Energia 

*. Energia 

odpowiadająca orbitalowi 

odpowiadająca orbitalowi 

δ

δ

 jest niższa od 

 jest niższa od 

energii któregokolwiek z orbitali 

energii któregokolwiek z orbitali 

atomowych tworzących kombinację 

atomowych tworzących kombinację 

liniową. Energia odpowiadająca orbitalowi 

liniową. Energia odpowiadająca orbitalowi 

niewiążącemu 

niewiążącemu 

δ

δ

0

0

 jest taka sama lub 

 jest taka sama lub 

bardzo bliska energii odpowiadającej 

bardzo bliska energii odpowiadającej 

orbitalom atomowym 2p

orbitalom atomowym 2p

x

x

 fluoru. Energia 

 fluoru. Energia 

odpowiadająca orbitalowi antywiążącemu 

odpowiadająca orbitalowi antywiążącemu 

δ

δ

* jest wyższa niż energia odpowiadająca 

* jest wyższa niż energia odpowiadająca 

któremukolwiek z orbitali atomowych 

któremukolwiek z orbitali atomowych 

wchodzących w kombinację liniową.

wchodzących w kombinację liniową.

 

 

 

 

Łączna liczba elektronów walencyjnych w 

Łączna liczba elektronów walencyjnych w 

atomach z których powstała cząsteczka 

atomach z których powstała cząsteczka 

XeF

XeF

2

2

 a więc w dwóch atomach fluoru i 

 a więc w dwóch atomach fluoru i 

jednym atomie ksenonu wynosi 22. Spośród 

jednym atomie ksenonu wynosi 22. Spośród 

nich 18 pozostaje w cząsteczce na 9 

nich 18 pozostaje w cząsteczce na 9 

orbitalach atomowych które nie biorą 

orbitalach atomowych które nie biorą 

udziału w tworzeniu wiązań. Są to 

udziału w tworzeniu wiązań. Są to 

mianowicie orbitale 2s, 2p

mianowicie orbitale 2s, 2p

y 

y 

2p

2p

z

z

 dwóch 

 dwóch 

atomów fluoru oraz orbitale 5s, 5p

atomów fluoru oraz orbitale 5s, 5p

y

y

 i 5p

 i 5p

z

z

 

 

atomu ksenonu. Pozostałe 4 elektrony 

atomu ksenonu. Pozostałe 4 elektrony 

zajmują zdelokalizowany orbital 

zajmują zdelokalizowany orbital 

cząsteczkowy wiążący 

cząsteczkowy wiążący 

δ

δ

 i orbital 

 i orbital 

nie

nie

wiążący 

wiążący 

δ

δ

0

0

.

.

 

 

Prawdopodobieństwo napotkana 

Prawdopodobieństwo napotkana 

elektronu znajdującego się na orbitalu 

elektronu znajdującego się na orbitalu 

wiążącym 

wiążącym 

δ

δ

 jest takie samo w pobliżu 

 jest takie samo w pobliżu 

wszystkich 3 jąder atomowych. 

wszystkich 3 jąder atomowych. 

Prawdopodobieństwo napotkania 

Prawdopodobieństwo napotkania 

elektronów których zachowania opisuje 

elektronów których zachowania opisuje 

orbital niewiążący 

orbital niewiążący 

δ

δ

0

0

 jest natomiast 

 jest natomiast 

znaczne w pobliżu jąder fluoru, ale małe 

znaczne w pobliżu jąder fluoru, ale małe 

w sąsiedztwie jądra ksenonu.

w sąsiedztwie jądra ksenonu.

 

 

Prowadzi to do przesunięcia ładunku 

Prowadzi to do przesunięcia ładunku 

ujemnego od atomu ksenonu do atomu fluoru 

ujemnego od atomu ksenonu do atomu fluoru 

czyli do polaryzacji wytworzonego wiązania. 

czyli do polaryzacji wytworzonego wiązania. 

Ma ono około 35%-40% charakteru jonowego.

Ma ono około 35%-40% charakteru jonowego.

Schemat poziomów energetycznych odpowiadających 

orbitalom cząsteczkowym w cząsteczce XeF2

 

 

W przypadku czterofluorku ksenonu (XeF

W przypadku czterofluorku ksenonu (XeF

4

4

) 

) 

przyjmuje się że mamy do czynienia z 

przyjmuje się że mamy do czynienia z 

dwoma zespołami trójcentrowych orbitali 

dwoma zespołami trójcentrowych orbitali 

cząsteczkowych – 

cząsteczkowych – 

δ

δ

, 

, 

δ

δ

0

0

 i 

 i 

δ

δ

*. Jeden z nich 

*. Jeden z nich 

powstaje podobnie jak w cząsteczke XeF

powstaje podobnie jak w cząsteczke XeF

2

2

 

 

w wyniku pokrywania orbitalu 5p

w wyniku pokrywania orbitalu 5p

x

x

 

 

ksenonu z orbitalami p dwóch atomów 

ksenonu z orbitalami p dwóch atomów 

fluoru, a drugi w wyniku podobnego 

fluoru, a drugi w wyniku podobnego 

pokrywania innego orbitalu p ksenonu np. 

pokrywania innego orbitalu p ksenonu np. 

orbitalu 5p

orbitalu 5p

y

y

 z orbitalami p dalszych dwóch 

 z orbitalami p dalszych dwóch 

atomów fluoru. Wiązania utworzone przez 

atomów fluoru. Wiązania utworzone przez 

zdelokalizowane orbitale 

zdelokalizowane orbitale 

δ

δ

 są skierowane 

 są skierowane 

tak samo jak orbitale 5p

tak samo jak orbitale 5p

x

x

 i 5p

 i 5p

y

y

 ksenonu, 

 ksenonu, 

tzn. że są do siebie prostopadłe. 

tzn. że są do siebie prostopadłe. 

 

 

Pociąga to za sobą rozmieszczenie 

Pociąga to za sobą rozmieszczenie 

czterech jąder atomowych fluoru w 

czterech jąder atomowych fluoru w 

czterech wierzchołkach kwadratu w środku 

czterech wierzchołkach kwadratu w środku 

którego znajduje się jądro ksenonu. 

którego znajduje się jądro ksenonu. 

W przypadku cząsteczki XeF

W przypadku cząsteczki XeF

6

6

 przyjmuje się 

 przyjmuje się 

trzy zespoły trójcentrowych orbitali 

trzy zespoły trójcentrowych orbitali 

cząsteczkowych 

cząsteczkowych 

δ

δ

, 

, 

δ

δ

0

0

 i 

 i 

δ

δ

* prostopadłych do 

* prostopadłych do 

siebie. Tworzą one na skutek nakładania 

siebie. Tworzą one na skutek nakładania 

orbitali 5p

orbitali 5p

x

x

, 5p

, 5p

y

y

, 5p

, 5p

z

z

 ksenonu z orbitalami 

 ksenonu z orbitalami 

2p sześciu atomó

2p sześciu atomó

w

w

 fluoru. W modelu takim 

 fluoru. W modelu takim 

jądra muszą być rozmieszczone w sześciu 

jądra muszą być rozmieszczone w sześciu 

narożach ośmiościanu foremnego.

narożach ośmiościanu foremnego.

 

 

 

 

Bibliografia

Bibliografia



A. Bielański, 

A. Bielański, 

Chemia ogólna i 

Chemia ogólna i 

nieorganiczna

nieorganiczna

, Warszawa, 1970

, Warszawa, 1970



T. Moeller, 

T. Moeller, 

Chemia nieorganiczna dla 

Chemia nieorganiczna dla 

zaawansowanych

zaawansowanych

, Warszawa, 1959

, Warszawa, 1959



S. Tołłoczko, W. Kemula, 

S. Tołłoczko, W. Kemula, 

Chemia 

Chemia 

nieorganiczna łącznie z zasadami chemii 

nieorganiczna łącznie z zasadami chemii 

ogólnej

ogólnej

, Warszawa, 1956

, Warszawa, 1956



W. Trzebiatowski, 

W. Trzebiatowski, 

Chemia nieorganiczna, 

Chemia nieorganiczna, 

Warszawa

Warszawa

, 1965

, 1965



R. B. Heslop, P. L. Robinson, 

R. B. Heslop, P. L. Robinson, 

Chemia 

Chemia 

nieorganiczna

nieorganiczna

, Warszwa, 1963

, Warszwa, 1963



internet

internet