Міжгалогенні сполуки

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Jump to navigation Jump to search

Міжгалоге́нні сполу́ки (і́нтергалоге́нні сполу́ки, і́нтергалогені́ди) — сполуки, що складаються виключно з атомів галогенів (Флуору, Хлору, Брому, Йоду й Астату).

Прийнято вважати, що до цього ряду належать лише бінарні сполуки, та є дані і про існування сполук з трьома елементами[1][2]. Оскільки позитивними ступенями окиснення у галогенів є +1, +3, +5 і +7, склад бінарних сполук відповідає загальним формулам AB, AB3 AB5 і AB7, де B є важчим атомом.

Представники[ред.ред. код]

Двоатомні сполуки[ред.ред. код]

Хлорид брому BrCl
Хлорид йоду ICl

Серед стабільних елементів (F, Cl, Br, I) існують усі 6 можливих варіацій сполук: ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr. Першим з представників був синтезований ICl — у 1813—1814 роках, незалежно Гемфрі Деві та Жозефом-Луї Гей-Люссаком.

ClF є надзвичайно стабільним, IBr і ICl є помірно стійкими і можуть бути виділені у вигляді кристалів, BrCl поступово розкладається на прості речовини, а BrF і IF швидко диспропорціонують на вищий флуорид і просту речовину (Br2 та I2 відповідно).

ClF BrF IF BrCl ICl IBr
Вигляд[3] Безбарвний газ Блідо-коричневий газ Нестабільний Червоно-коричневий газ Червоні кристали Чорні кристали
Тпл, °C -155,6 прибл. -33 прибл. -66 27,2 (α-форма)
13,9 (β-форма)
41
Ткип, °C -100,1 прибл. 20 прибл. 5 97—100 прибл. 116
ΔHf298, кДж/моль -56,5 -58,6 -95,4 14,6 -35,3 (α-форма) -10,5

Додатково, для малостабільного елементу Астату відомі двоатомні галогеніди AtCl, AtBr і AtI[4].

Чотириатомні сполуки[ред.ред. код]

Хлорид йоду (ICl3)2

До існуючих чотириатомних інтергалогенідів відносяться: ClF3, BrF3, IF3, ICl3. Останній представник, хлорид йоду(III), набуває стабільності у димерній формі (I2Cl6).

ClF3 BrF3 IF3 (ICl3)2
Вигляд[3] Безбарвний газ або рідина Солом'яно-жовта рідина Тверда жовта речовина Яскраво-жовта речовина
Тпл, °C -76,3 8,8 101 (при 16 атм)
Ткип, °C 11,8 125,8
ΔHf298, кДж/моль -164 (газ) -301 (рідина) -485 (теоретично) -89,3

Ряд наведених тетраатомних сполук можна доповнити сполуками IFCl2 і IF2Cl, щодо яких є дані про можливість існування[1][2].

Шестиатомні сполуки[ред.ред. код]

Будова молекули BrF5

Шість атомів містять лише три міжгалогенні сполуки і всі вони є флуоридами: ClF5, BrF5, IF5.

ClF5 BrF5 IF5
Вигляд[3] Безбарвний газ Безбарвна рідина Безбарвна рідина
Тпл, °C -103 -60,5 9,4
Ткип, °C -13,1 41,3 104,5
ΔHf298, кДж/моль -255 (газ) -458,6 (рідина) -885 (рідина)

Восьмиатомні сполуки[ред.ред. код]

Модель молекули IF7

Єдиним восьмиатомним інтергалогенідом є флуорид йоду IF7.

IF7
Вигляд[3] Безбарвний газ, без. рідина,
безб. тв. речовина
Тпл, °C 6,5 (потрійна точка)
Ткип, °C 4,8 (сублімує)
ΔHf298, кДж/моль -962

Отримання[ред.ред. код]

Міжгалогенні сполуки можна отримати прямою взаємодією простих речовин у відповідних пропорціях:

(фтор у надлишку)
(зріджений хлор)
(зріджений хлор у надлишку)
(фтор у надлишку)

Із наявних інтергалогенідів подальшим галогенуванням можна синтезувати вищі представники:

(фтор у надлишку)

Аналогічно можливе утворення нижчих і представників:

Окремими способами є синтези вищих сполук з галогенідів металів:

Хімічні властивості[ред.ред. код]

Міжгалогенні сполуки є більш реакційноздатними, аніж галогени, оскільки зв'язок між різними атомами слабший за відповідний моноатомний. Та незважаючи на це, їхні властивості значною мірою ідентичні.

Реакційна здатність найбільш активних представників інтергалогенідів знижується у ряді ClF3 > BrF3 > IF7 > BrF5 > IF5 > BrF.

Інтергалогеніди є сильними окисниками, окиснюють більшість металів, утворюючи галогенід або їхню суміш:

Реакції з оксидами (в тому числі зі складними) проходять із утворенням відповідних галогенідів і виділенням кисню:

У водних розчинах вони гідролізуються до галогенідної та оксогалогенової кислот (в залежності від ступеня окиснення):

Міжгалогенові сполуки у рідкому стані дисоціюють на катіонну і аніонну частки:

Ця властивість дає їм змогу брати участь у реакціях як у формі кислоти Льюїса, так і у формі основи:

Двоатомні міжгалогенні сполуки аналогічно до галогенів беруть у часть у реакціях приєднання за подвійними зв'язками:

Продуктом взаємодії з галогенідами металів є полігалогеніди — сполуки, де аніон складається виключно з атомів галогенів:

Застосування[ред.ред. код]

Хлорид йоду ICl застосовується у визначенні йодного числа (вмісту ненасичених органічних сполук), а також як агент йодування і хлорування (в залежності від середовища). Рідкі BF3 і ClF3 використовуються для отримання флуоридів багатьох металів. Разом з ICl вони також є реагентами для отримання полігалогенідів. Флуорид BF5 є окисником палива.

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. а б Greenwood, Earnshaw, 1997, с. 824
  2. а б Meyers, 2002, с. 208
  3. а б в г При кімнатній температурі
  4. Greenwood, Earnshaw, 1997, с. 886

Джерела[ред.ред. код]

  • Greenwood, N. N., Earnshaw, A. Chemistry of the Elements. — 2nd. — Oxford : Butterworth-Heinemann, 1997. — P. 824—835. — ISBN 0-7506-3365-4. (англ.)
  • Saxena, P. B. Chemistry of the Interhalogen Compounds. — New Dehli : Discovery Publishing House, 2007. — P. 1—21. — ISBN 81-8356243-4. (англ.)
  • Encyclopedia of Physical Science and Technology / Robert A. Meyers, editor. — 3rd. — San Diego : Academic Press, 2002. — P. 207—208. — ISBN 978-0-12-227410-7. (англ.)
  • Голуб А. М. Загальна та неорганічна хімія. — К. : Видавництво Київського університету, 1968. — Т. 1. — С. 286—287.