多钒酸根为什么有很多颜色
钒酸根离子 VO4 3-
除简单的正钒酸盐外,还有缩合多钒酸盐,如焦钒酸盐、偏钒酸盐、十钒酸盐等。钒酸盐大多为无色。十钒酸盐为棕黄色。缩合多钒酸盐可由酸化正钒酸盐溶液控制不同的pH值分别制得。钒酸盐中最重要的为钒酸钠与偏钒酸铵。无色晶体。与酸作用,控制pH值约2可生成橙红色晶体五氧化二钒,继续酸化则生成浅黄色的二氧钒离子(VO2)+。能与过氧化氢生成黄色或红棕色过氧加合物,用于鉴定钒。钒酸盐有氧化性。可用作氧化反应的催化剂。
钒酸,分子式:H3VO4,又称正钒酸,现尚未得到游离酸,只制得其盐类,称(正)钒酸盐。除碱金属盐外,都不溶于水。一般都用其盐。帆的盐类的颜色真是五光十色,有绿的、红的、黑的、黄的,绿的碧如翡翠,黑的犹如浓墨。比如说吧,化合价是二的钒盐一般都是紫色的,三价钒盐是绿色的,四价钒盐是浅蓝色的,而五氧化二钒常是红色的。钒的化合物不但有丰富的色彩,还有极强的毒性。如果人体内的钒盐过多,就会得病。但让人意外的是,如果在牛和猪的饲料中加入微量的钒盐,却能使它们的食量增加,脂肪层加厚。钒的主要形式为VO3-3,即亚钒酸离子(metavandate);另一为+5价氧化形式VO4 - 3即正钒酸离子(orthovanadate)。一般钒酸盐(Va)统指这两种离子。
(正钒酸根,无色)
V2O5 + 2OH- 2VO3- + H2O
(偏钒酸根,黄色)
V2O5 也可溶于强酸(如H2SO4), 但得不到V5+, 而是形成淡黄色的VO2+: V2O5 + 2H+ —→ 2VO2+ + H2O
(淡黄)
V2O5为中强氧化剂,如与盐酸反应,V(Ⅴ)可被还原为V(Ⅳ),并放出氯气: V2O5 + 6H+ + 2Cl- —→ 2VO2+ + Cl2↑+ 3H2O
(蓝)
钒是一种化学元素,它的化学符号是V,它的原子序数是23。钒是从英语的Vanadium音译过来的,其词根来源于古日耳曼语中日耳曼神话中美丽女神的名字Vanadis。这个名字来源于钒的许多色彩鲜艳的化合物。
钒的传说:
在很久以前,在遥远的北方住着一位美丽的女神名叫凡娜迪丝。有一天,一位远方客人来敲门,女神正悠闲地坐在圈椅上,她想:他要是再敲一下,我就去开门。然而,敲门声停止了,客人走了。女神想知道这个人是谁,怎么这样缺乏自信?她打开窗户向外望去,哦,原来是个名叫沃勒的人正走出她的院子。几天后,女神再次听到有人敲门,这次的敲门声持续而坚定,直到女神开门为止。这是个年青英俊的男子,名叫塞弗斯托姆。女神很快和他相爱,并生下了儿子——钒。这个故事虽然生动,却并不十分确切。原来第一次敲门的是墨西哥化学家里奥,第二次才是德国化学家沃勒。他们虽然发现了新元素,但不能证实自己的发现,甚至误认为这种元素就是“铬”。而塞弗斯托姆,通过锲而不舍的努力,才从一种铁矿石中得到了这种新元素,并以凡娜迪丝女神之名命名为“钒”。
钒是一种稀有的,柔弱而黏稠的过渡金属。它的矿物一般与其它金属的矿物混合在一起。它一般被用在材料工程中作为合金的成分。
把钒掺进钢里,可以制成钒钢。钒钢比普通钢结构更紧密,韧性、弹性与机械强度更高。钒钢制的穿甲弹,能够射穿40厘米厚的钢板。但是,在钢铁工业上,并不是把纯的金属钒加到钢铁中制成钒钢,而是直接采用含钒的铁矿炼成钒钢。
钒的化学性质十分稳定,在常温下不会被氧化。钒对食盐溶液及海水具有高度的耐蚀性。碱溶液及硫酸对它不起作用,氢氟酸、热的浓硫酸和硝酸以及王水能溶解钒。熔融的碱、碳酸钾、硝酸钾可溶解钒并形成钒酸盐。钒与硅和碳形成的硅化物和碳化物具有高的硬度及化学稳定性。
钝金属钒是用钙在钢制容器内还原五氧化二矾的方法制得的。得到的金属钒微粒洗涤后于真空炉中熔成块,如此获得的金属含99.99%的钒。
钒的盐类的颜色真是五光十色,有绿的、红的、黑的、黄的,绿的碧如翡翠,黑的犹如浓墨。如二价钒盐常呈紫色;三价钒盐呈绿色,四价钒盐呈浅蓝色,四价钒的碱性衍生物常是棕色或黑色,而五氧化二钒则是红色的。这些色彩缤纷的钒的化合物,被制成鲜艳的颜料:把它们加到玻璃中,制成彩色玻璃,也可以用来制造各种墨水。
钒在933K(660C)以上的温度中它氧化为五氧化二钒V2O5。钒的结构强度相当高。但钒很易燃、钒的化合物毒性很高、含钒的尘埃被吸入后会导致肺癌。
在氧化物中钒一般显+5价,但也有+2、+3和+4价的氧化物存在,不过它们比较容易过渡为+5价的氧化物。2价和3价的钒氧化物是碱性的,4价的氧化物是双性的,5价的氧化物是酸性的。
在大自然中钒一般以化合物存在。约65种钒的化合物在自然中出现,在矾土和石油、煤、油页岩中也含有大量钒,特别是委内瑞拉和加拿大的石油中能找到钒。光谱分析发现在太阳光和一些恒星的表面也有钒。
纯的金属钒一般是用钾在高压下将五氧化二钒还原而得到的。大多数钒是其它矿物加工时的副产品。
大约80%的钒和铁一起作为钢里的合金元素。含钒的钢很硬很坚实,但一般其钒含量少于1%。
它的矿物一般与其它金属的矿物混合在一起。钒主要用在冶金中,和其它铁合金一样,用作催化剂和还原剂,但由于钒能增加钢的耐磨性和延展性,使得它在优钢、特种钢,棒材、板材和型材中备受青睐。
如果说钢是虎,那么钒就是翼,钢含钒犹如虎添翼。只需在钢中加入百分之几的钒,就能使钢的弹性、强度大增 ,抗磨损和抗爆裂性极好,既耐高温又抗奇寒,难怪在汽车、航空、铁路、电子技术、国防工业等部门,到处可见到钒的踪迹。此外,钒的氧化物已成为化学工业中最佳催化剂之一,有“化学面包”之称。看来,凡娜迪丝的“儿子”在人间正大受宠爱。
美国汽车工业巨头福特曾这样说过:“如果没有钒,便没有我的汽车。”
1905年,福特出席了一次大型汽车赛,赛场上出了事故,两辆汽车相撞,损坏得很厉害。福特对肇事车作了仔细观察,并拣到了其中一辆法国汽车阀杆的碎片。福特注意到这种阀杆比常规的尺寸要小一些,决定带回去检验一下。
分析结果表明,这种钢材强度特别大,而且十分坚硬。与众不同的是,它的成分中含有钒。福特大受启发,决定将钒钢用到他的汽车工业中。在克服了重重困难后,福特汽车即以轻巧、坚固、价廉而击败了老对手法国汽车。
含钒的合金有:
运用在医疗器械中的特别的不锈钢
运用在工具中的不锈钢
与铝一起作为钛合金物运用在高速飞机的涡轮喷气发动机中
含钒的钢经常被用在轴、齿轮等关键的机械部分中
钒吸收裂变中子的半径很小,因此被用在核工业中
在炼钢过程中钒被用来导致碳化物的形成
在给钢涂钛的时候钒往往被作为中介层
钒与镓的合金可以用来制作超导电磁铁,其磁强度可达175,000高斯
在制造缩苹果酸酐和硫酸的过程中钒被用来做催化剂
五氧化二钒(V2O5)被用来制做特殊的陶瓷作为催化剂
我国是钒资源比较丰富的国家,钒矿主要分布在四川的攀枝花和河北的承德,大多数是以石煤的形式存在。
钒的应用范围
应用领域 占总量比例(%) 主要用途 使用产品
碳素钢 25 钢筋 FeV
HSLA钢 25 建筑,石油管道 FeV
高合金钢 20 铸件,石油管配件 FeV
工具钢 15 高速工具钢,耐磨件 FeV(80%V)
钛合金 10 喷气式发动机零件,飞行器机体 V-Al基合金
化学制品 5 硫酸和顺丁烯二酸酐生产 V2O5和其它钒化合物
钒的盐类,五光十彩,如二价钒盐常呈紫色,三价钒盐呈绿色,四价钒盐呈浅蓝色,四价钒的碱性衍生物常是棕色或黑色,而五氧化二钒则是红色的。这些彩色缤纷的钒的化合物,被用作颜料。人们还把它们加到玻璃中,制成彩色玻璃;涂到陶瓷器上,作彩色的釉料。
钒的化学性质十分稳定,在常温下不会被氧化,甚至在300℃的高温下也没有明显的氧化现象,表面保持光亮。钒也不怕水、盐酸、稀硫酸、稀硝酸和碱液的侵蚀,只有热的浓硫酸、浓硝酸、王水和氢氟酸才能溶解它,熔融的氢氧化钠、碳酸钠等与它作用生成钒酸盐。
钒,原子序数23,原子量50.9415,元素名来源于斯堪的纳维亚女神之名,表示钒的化合物在溶液中所呈现的美丽颜色。1801年西班牙矿物学家里奥在钒铅矿中首次发现,但他错认为是已发现的铬;1830年瑞典化学家塞夫斯特穆在冶炼泰贝格铁矿时再次发现,并命名;1927年,美国化学家马登和里奇制得纯度为99.7%的金属钒。钒在地壳中的含量在0.02%~0.03%之间,居第22位。钒广泛分布于许多矿藏中,主要的有绿硫钒矿、钒云母等,在恒星也已发现钒。自然界存在两种钒的稳定同位素:钒50和钒51,其中钒51的含量为99.76%。
金属钒有淡灰色光泽,有韧性;熔点1890°C,沸点3380°C,密度5.96克/厘米³;金属钒为体心立方晶格;能与多种金属形成合金。
金属钒在常温下有较好的抗蚀性;易溶于浓硫酸、浓硝酸和氢氟酸中;高温下能与多种非金属直接化合;钒的水溶液比较复杂。
金属钒主要用于制造合金钢;五氧化二钒和钒酸盐广泛用作催化剂;还用于制造彩色玻璃和陶瓷,以及油漆和墨水的催干剂。
Solid:
I₂ 紫黑;ICl 暗红;IBr 暗灰;IF₃ 黄色;ICl₃ 橙;I₂O5 白; I₂O4 黄(离子晶体);I4O9 黄(离子晶体).
Liquid:
Br₂ 红棕;BrF₃ 浅黄绿;IBr₃ 棕;Cl₂O6暗红;Cl₂O7 无色油状;HClO₄ 无色粘稠状;(SCN)₂ 黄色油状.
Gas:
F₂ 浅黄;(CN)₂无色;Cl₂ 黄绿;I₂(g) 紫;BrF 红棕;BrCl 红;Cl2O 黄红;ClO₂ 黄色;Br₂O 深棕;(SCN)n 砖红色固体.
作者: 电波飞扬 2007-8-10 10:01 回复此发言
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6 回复:无机物的颜色
★氧族(英VIA):
Solid:
S 淡黄;Se 灰,褐;Te 无色金属光泽;
Na₂S,(NH4)₂S,K₂S,BaS 白,可溶;ZnS 白↓;
MnS 肉红↓;FeS 黑↓;PbS 黑↓;CdS 黄↓;Sb₂S₃ 橘红↓;
SnS 褐色↓;HgS 黑(沉淀),红(朱砂);Ag₂S 黑↓;CuS 黑↓;
Na₂S2O3 白;Na₂S₂O4 白; SeO₂ 白,易挥发;
SeBr₂ 红;SeBr4 黄;TeO₂ 白加热变黄;H₂TeO₃ 白;
TeBr₂ 棕;TeBr₄ 橙;TeI4 灰黑;
PoO₂ 低温黄(面心立方),高温红(四方);
SO₃ 无色;SeO₃ 无色易潮解;TeO₃ 橙色;H6TeO6 无色.
Liquid:
H₂O 无色;纯H₂O₂ 淡蓝色粘稠;CrO(O₂)₂(aq) 蓝;纯H₂SO₄ 无色油状;SO₃2-(aq) 无色;SO42-(aq) 无色;SeO₂(l) 橙;TeO₂(l) 深红.
Gas:O₂ 无色;O₃低浓度无色,高浓度淡蓝(鱼腥味);S₂(g) 黄,上浅下深;H₂S 无色;SO₂ 无色;H₂Se 无色;H₂Te 无色.
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卤化硫(未注明者均为无色):
Liquid:SF6;S₂F10;SCl4 淡黄;SCl₂ 红;S₂Br₂ 红.
Gas:
SF4;SF₂;S₂F₂.
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卤砜、卤化亚砜、卤磺酸:
Liquid:SOCl₂ 白色透明;SO₂Cl₂ 无色发烟.
作者: 电波飞扬 2007-8-10 10:12 回复此发言
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8 回复:无机物的颜色
★碳族(英IVA):
Solid:
C(金刚石) 无色透明;C(石墨) 黑色金属光泽;Si 灰黑色金属光泽;
Ge 灰白;Sn 银白;Pb 暗灰;
SiO₂ 无色透明;H₂SiO₃ 无色透明胶状↓;Na₂SiF6 白晶;
GeO 黑;GeO₂ 白;SnO 黑;SnO₂ 白;Sn(OH)₂ 白↓;
PbO黄或黄红;Pb₂O₃ 橙;Pb₃O4 红;PbO₂ 棕;CBr4 淡黄;
CI4 淡红;GeI₂ 橙;GeBr₂ 黄;GeF4 白;GeBr4 灰白;
GeI4 黄;SnF₂ 白;SnCl₂ 白;SnBr₂ 淡黄;SnI₂ 橙;
SnF4 白;SnBr4 无色;SnI4 红;PbF₂ 无色↓;PbCl₂ 白↓;
PbBr₂ 白;PbI₂ 金黄;PbF4 无色;GeS 红;GeS₂ 白;
SnS 棕↓;SnS₂ 金黄(俗称“金粉”)↓;PbS 黑↓;
PbS₂ 红褐;Pb(NO₃)₂ 无色;Pb(Ac)₂•₃H₂O 无色晶体;
PbSO4 白↓;PbCO₃ 白↓;Pb(OH)₂ 白↓;Pb₃(CO₃)₂(OH)₂ 铅白↓;PbCrO₄ 亮黄↓.
Liquid:
CCl₄ 无色;CS₂ 无色;GeCl₄ 无色;SnCl₄ 无色;PbCl₄ 无色.
Gas:
CO CO₂ CH₄ CF₄ SiF₄ SiH₄ 均为无色
作者: 电波飞扬 2007-8-10 10:24 回复此发言
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9 回复:无机物的颜色
★硼族(英IIIA):
Solid:B(无定型) 棕色粉末;B(晶体) 黑灰;Al 银白;
Ga 银白(易液化);In 银灰; Tl 银灰;B₂O₃ 玻璃状;
H₃BO₃ 无色片状;BN 白;Na₂B₄O7•10H₂O 白色晶体;
Cu(BO₂)₂ 蓝↓;Ni(BO₂)₂ 绿↓;NaBO₂•Co(BO₂)₂ 蓝↓;
NaBO₂•4H₂O 无色晶体;无水NaBO₂ 黄晶;Al₂O₃ 白晶;
AlF₃ 无色;AlCl₃ 白;AlBr₃ 白;AlI₃ 棕;Al(OH)₃ 白↓;
Ga₂O₃ 白↓Ga(OH)₃ 白↓;GaBr₃ 白;GaI₃ 黄;In₂O₃ 黄;
InBr₃ 白;InI₃ 黄;TlOH 黄;Tl₂O 黑;Tl₂O₃ 棕黑;
TlCl 白↓;TlBr 浅黄↓;TlI 黄↓(与银相似);TlBr₃ 黄;TlI₃ 黑.
Liquid:
BCl₃ 无色发烟.
Gas:
硼烷 无色;BF₃ 无色(有窒息气味).
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★碱土(英IIA):
单质:银白
焰色:Ca 砖红;Sr 洋红;Ba 绿.
氧化物:均为白色固体.
氢氧化物:白色固体 Be(OH)₂↓,Mg(OH)₂↓.
盐:多为无色或白色晶体;BeCl₂ 浅黄;BaCrO₄ 黄↓;CaF₂ 白↓.
作者: 电波飞扬 2007-8-10 10:27 回复此发言
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11 回复:无机物的颜色
★钪副族(英IIIB):
略.
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★钛副族(英IVB):
钛化合物:
Ti3+ 紫红; [TiO(H₂O₂)₂]2+ 橘黄;H₂TiO₃ 白色↓;TiO₂ 白(钛白颜料)或桃红(金红石)↓;(NH₄ )₂TiCl6 黄色晶体;[Ti(H₂O)6]Cl₃ 紫色晶体;[Ti(H₂O)5Cl]Cl₂•H₂O 绿色晶体;TiCl₄ 无色发烟液体.
锆、铪:
MO₂,MCl₄ 白.
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★钒副族(英VB):
钒化合物:
V2+ 紫;V3+ 绿;VO2+ 蓝;V(OH)₄ ^- 黄;VO₄ ^3- 黄;VO 黑;
V₂O₃ 灰黑;V₂S₃ 棕黑;VO₂ 蓝色固体;VF₄ 绿色固体;
VCl₄ 暗棕色液体;VBr₄ 洋红色液体;V₂O5 黄或砖红;
水合V₂O5 棕红;饱和V₂O5溶液(微溶) 淡黄;[VO₂(O₂)₂]3- 黄;
[V(O₂)₃]₃- 红棕.
钒酸根缩聚:
随着钒氧原子数之比的减少的,由浅黄~深红~淡黄.
铌、钽:略.
作者: 电波飞扬 2007-8-10 10:49 回复此发言
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12 回复:无机物的颜色
★铬副族(英VIB):
铬化合物:
Cr2+ 蓝;Cr3+ 紫;Cr₂O72- 橙红;CrO₄ 2- 黄;
Cr(OH)4- 亮绿;Cr(OH)₃灰蓝;Cr₂O₃ 绿;CrO₃ 暗红色针状;
[CrO(O₂)₂]OEt2 蓝;CrO₂Cl₂ 深红色液体;Na₂Cr₂O7,K₂CrO7 橙红;
Ag₂CrO₄ 砖红↓;BaCrO₄ 黄↓;PbCrO₄ 黄↓.
紫红Cr₂(SO₄ )₃•18H₂O——〉绿色Cr₂(SO₄ )₃•6H₂O——〉桃红Cr₂(SO₄ )₃
暗绿[Cr(H₂O)₄Cl₂]Cl—冷却HCl—〉紫色[Cr(H₂O)6]Cl₃—乙醚HCl—〉淡绿[Cr(H₂O)5Cl]Cl₂
[Cr(H₂O)6]3+ 紫;[Cr(H₂O)₄ (NH₃)₂]3+ 紫红;[Cr(H₂O)₃(NH₃)₃]3+ 浅红;
[Cr(H₂O)₂(NH₃)₄ ]3+ 橙红;[Cr (NH₃)5H₂O]3+ 橙黄;[Cr(NH₃)6]3+ 黄.
钼、钨:
MoO₃ 白;棕色MoCl₃;绿色MoCl5; MoS₃ 棕色↓;(NH₄ )₃[P(Mo1₂O₄ 0)]•6H₂O 黄色晶状↓;WO₃ 深黄;H₂WO₄ •xH₂O 白色胶体.
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★锰副族(英VIIB):
锰化合物:
Mn2+ 肉红;Mn3+ 紫红;MnO₄ 2- 绿;MnO4- 紫;MnO3+ 亮绿;
Mn(OH)₂ 白↓;MnO(OH)₂ 棕↓;MnO₂ 黑↓;
无水锰盐(MnSO₄ ) 白色晶体;
六水合锰盐(MnX₂•6H₂O, X=卤素,NO₃,ClO₄ ) 粉红;
MnS•nH₂O 肉红↓;无水MnS 深绿;MnCO₃ 白↓;Mn₃(PO₄ )₂ 白↓;
KMnO₄ 紫红;K₂MnO₄ 绿;K₂[MnF6] 金黄色晶体;
Mn₂O7 棕色油状液体.
锝、铼:略.
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★铁系(第四周期VIII族):
铁化合物:
Fe2+ 浅绿;[Fe(H₂O)6]3+ 浅紫;[Fe(OH)(H₂O)5]2+ 黄;
FeO₄ 2- 紫红;FeO 黑;Fe₂O₃ 暗红;Fe(OH)₂ 白↓;
Fe(OH)₃ 棕红↓;FeCl₃ 棕红晶体;无水FeSO₄ 白;
FeSO₄ •7H₂O 绿;K₄ [Fe(CN)6](黄血盐) 黄色晶体;
K₃[Fe(CN)6](赤血盐) 红色晶体;Fe₂[Fe(CN)6] 普鲁士蓝↓;
Fe[Fe(CN)6] 黑↓;Fe(C5H5)₂(二茂铁) 橙黄色晶体;
M₂Fe6(SO₄ )₄ (OH)12(黄铁矾,M=NH₄ ,Na,K) 浅黄色晶体;
Fe(CO)5 黄色液体.
钴化合物:
Co2+ 粉红;CoO 灰绿;Co₃O₄ 黑;Co(OH)₃ 棕↓;
Co(OH)₂ 粉红↓;Co(CN)₂ 红;K₄ [Co(CN)6] 紫色晶体;
Co₂(CO)8 黄色晶体;[Co(SCN)6]4- 紫;
氯化钴脱水变色:
粉红CoCl₂•6H₂O—325K—〉紫红CoCl₂•2H₂O—3l3K—〉蓝紫CoCl₂•H₂O—393K—〉蓝CoCl₂.
镍化合物:
Ni2+ 亮绿;[Ni(NH₃)6]2+ 紫;Ni(OH)₂ 绿↓;Ni(OH)₃ 黑↓;
无水Ni(II)盐 黄;Na₂[Ni(CN)₄ ] 黄;K₂[Ni(CN)₄ ] 橙;Ni(CO)₄ 无色液体.
作者: 电波飞扬 2007-8-10 10:49 回复此发言
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13 回复:无机物的颜色
★铂系元素(第五、六周期VIII族):
Os 蓝灰色易挥发固体;Pd↓(aq) 黑;
OsO₄ 无色有特殊气味气体;
H₂PtCl6 橙红色晶体;Na₂PtCl6 橙黄色晶体;
M₂PtCl6(M=K,Rb,Cs,NH₄ ) 黄色↓.
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★镧系锕系元素:暂无.
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★稀有气体元素:
单质:
He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn 无色,微溶于水;
氪化合物:
KrF₂ 无色,25℃分解;
氙化合物:
XeF₂,XeF₄ ,XeF6无色,熔沸点依次降低;
XeOF₄ ,XeO₂F₂,XeO₂无色;XeO₃ 黄色,0℃爆炸;
氙-金属配合物:
XeF[RuF6],[Xe₂F₃][AsF6],XeF₃[SbF6],XeF₃[Sb₂F11] 黄绿色固;
XeF[Sb₂F11]黄;XeF5[AsF6] 白固;XeF5[RuF6] 绿固。