interhalojen - Interhalogen
Bir interhalojen bileşiği , iki veya daha fazla farklı halojen atomu ( flor , klor , brom , iyot veya astatin ) içeren ve başka herhangi bir gruptan element atomu içermeyen bir moleküldür .
Bilinen çoğu interhalojen bileşiği ikilidir (sadece iki farklı elementten oluşur). Bunların formülleri genellikle in XY , n , burada n = 1, 3, 5 veya 7 ve x daha az elektronegatif iki halojen arasında. Halojenlerin tek değerliklerinden dolayı interhalojenlerdeki n değeri her zaman tektir. Hepsi hidrolize eğilimlidir ve polihalojen iyonlarına yol açmak için iyonlaşır. Astatin ile oluşanlar, astatinin yoğun radyoaktif olması nedeniyle çok kısa bir yarı ömre sahiptir.
Üç veya daha fazla farklı halojen içeren hiçbir interhalojen bileşiği kesin olarak bilinmemekle birlikte, birkaç kitap IFCl'nin
2ve EĞER
2Cl elde edilmiştir ve teorik çalışmalar, BrClF serisindeki bazı bileşiklerin
n zar zor kararlılar.
interhalojen türleri
iki atomlu interhalojenler
XY formunun interhalojenleri, iki ana halojeninkiler arasında ara fiziksel özelliklere sahiptir. Kovalent iki atom arasındaki bir bağ kısmı vardır iyonik karakteri, daha az elektronegatif oksitlenebilir halojen, X ve kısmî bir pozitif yüke sahip olan. Yukarıda belirtilen genel formüle sahip tüm flor, klor, brom ve iyodin kombinasyonları bilinmektedir, ancak hepsi kararlı değildir. Astatinin diğer halojenlerle bazı kombinasyonları bile bilinmemektedir ve bilinenler oldukça kararsızdır.
- Klor monoflorür (ClF) en hafif interhalojen bileşiktir. ClF, normal kaynama noktası -100 °C olanrenksiz bir gazdır.
- Brom monoflorür (BrF) saf bir bileşik olarak elde edilmemiştir – triflorür ve serbest brom olarak ayrışır. Aşağıdaki denkleme göre oluşturulur:
- Br 2 (l) + F 2 (g) → 2 BrF (g)
Brom monoflorür şu şekilde ayrışır:
- 3 BrF → Br 2 + BrF 3
- İyot monoflorür (IF) kararsızdır ve 0 °C'de ayrışır, orantısız olarak elementel iyot ve iyot pentaflorüre dönüşür.
- Brom monoklorür (BrCl), kaynama noktası 5 °C olan sarı-kahverengi bir gazdır.
- İyot monoklorür (ICl), 27.2 ° C'de eriyen boğucu kahverengimsi bir sıvı (görünüm ve ağırlık bakımından broma benzer) oluşturan kırmızı şeffaf kristaller olarak bulunur. Güçlü asit HICl oluşturmak üzere HCI ile reaksiyona girerek 2 . Kristal yapısı, iyot monoklorür puckered oluşur zincirleri arasında güçlü etkileşimler ile, zincir zig-zag.
- Astatin monoklorür (AtCl), ya gaz fazlı astatinin klor iledoğrudan kombinasyonuya da asidik klorür çözeltisine astatin ve dikromat iyonunun sıralı eklenmesiyle yapılır.
- İyot monobromür (IBr), koyu kırmızı kristalli bir katı oluşturmak için elementlerin doğrudan kombinasyonu ile yapılır. 42 °C'de erir ve kısmen ayrışmış bir buhar oluşturmak üzere 116 °C'de kaynar.
- Astatin monobromür (AtBr), astatinin brom buharı veya sulu bir iyot monobromür çözeltisi ile doğrudan kombinasyonu ile yapılır.
- Astatin monoiyodür (AtI), astatin ve iyodin doğrudan kombinasyonu ile yapılır.
Henüz astatin florür keşfedilmedi. Bunların yokluğu, spekülatif olarak, uçucu olmayan bir ürün oluşturmak için başlangıçta oluşturulan bir florürün cam kabın duvarları ile reaksiyonu dahil olmak üzere, bu tür bileşiklerin aşırı reaktivitesine bağlanmıştır. Bu nedenle, bir astatin florür sentezinin mümkün olduğu düşünülse de, radon florürlerin karakterizasyonu için halihazırda kullanılmış olduğu gibi, sıvı bir halojen florür çözücüsü gerektirebilir.
Ek olarak, siyanojen halojenürler gibi psödohalojenleri içeren benzer moleküller de mevcuttur .
Tetratomik interhalojenler
- Klor triflorür (ClF 3 ), yeşil bir sıvıya yoğunlaşan ve beyaz bir katıyadonanrenksiz bir gazdır. Nikel bir tüpteklorun 250 °C'de fazla flor ile reaksiyona sokulmasıyla yapılır. Flordan daha şiddetli tepki verir, genellikle patlayıcıdır. Molekül düzlemsel ve T şeklindedir . Uranyum heksaflorür üretiminde kullanılır.
- Brom triflorür (BrF 3 ) elektriği ileten sarı-yeşil bir sıvıdır — [BrF 2 ] + ve [BrF 4 ] − oluşturmak üzere kendi kendine iyonlaşır. Benzer iyonize varlıklar oluşturmak için birçok metal ve metal oksit ile reaksiyona girer; bazılarında metal florür artı serbest brom ve oksijeni oluşturur . Organik kimyada florlama maddesi olarakkullanılır. Klor triflorür ile aynı moleküler şekle sahiptir.
- İyot triflorür (IF 3 ), -28 °C'nin üzerinde ayrışan sarı bir katıdır. Elementlerden sentezlenebilir, ancak IF 5 oluşumunu önlemek için özen gösterilmelidir. F 2 atak I 2 vermek üzere IF 3 -45 ° C'de ° C CCI 3 F . Alternatif olarak, düşük sıcaklıklarda florlama reaksiyonu
- kullanılabilir. Kararsız olduğu için iyot triflorür hakkında pek bir şey bilinmiyor.
-
İyot triklorür (ICl 3 ), basınç altında eriyerek kahverengi bir sıvıyadönüşenlimon sarısı kristaller oluşturur. Düşük sıcaklıktaki elementlerden veya iyot pentoksit ve hidrojen klorürden yapılabilir. Birçok metal klorürle reaksiyona girerek tetrakloroiyoditler ( ICl-
4) ve suda hidrolize olur. Molekül bir düzlemsel olan dimer (ICI 3 ) 2 , dört klor atomu ile çevrili her iyot atomu ile,. - İyot tribromür (IBr 3 ) koyu kahverengi bir sıvıdır.
altı atomlu interhalojenler
Tüm kararlı altı atomlu ve sekiz atomlu interhalojenler, beş veya yedi flor atomu ile birleştirilmiş daha ağır bir halojen içerir. Diğer halojenlerden farklı olarak, flor atomları yüksek elektronegatifliğe ve onları stabilize edebilecek küçük boyuta sahiptir.
- Klor pentaflorür (ClF 5 ), klor triflorürün flor ile yüksek sıcaklıklarda ve yüksek basınçlarda reaksiyona sokulmasıyla elde edilen renksiz bir gazdır. Su ve çoğu metal ve ametal ile şiddetli reaksiyona girer.
- Brom pentaflorür (BrF 5 ), brom triflorürün 200 °C'de flor ile reaksiyona sokulmasıyla yapılan renksiz dumanlı bir sıvıdır. Fiziksel olarak kararlıdır, ancak su ve çoğu metal ve ametal ile şiddetli reaksiyona girer.
- İyot pentaflorür (IF 5 ), iyot pentoksitin florin veya iyodin gümüş(II) florür ile reaksiyona sokulmasıyla yapılan renksiz bir sıvıdır. Camla çok yavaş bile olsa oldukça reaktiftir. Hidroflorik asit oluşturmak için su ileve iyot heptaflorür oluşturmak için flor gazı ilereaksiyona girer. Molekül dörtgen bir piramit şeklindedir .
Oktatomik interhalojenler
- İyot heptaflorür (IF 7 ), renksiz bir gazdır ve güçlü bir florlama maddesidir. İyot pentaflorürün flor gazı ile reaksiyona girmesiyle yapılır. Molekül beşgen bir bipiramittir . Bu bileşik, daha büyük atomun daha küçük atomlardan yedisini taşıdığı bilinen tek interhalojen bileşiktir.
- Brom veya klor heptaflorürü sentezlemeye yönelik tüm girişimler başarısızlıkla sonuçlanmıştır; bunun yerine flor gazı ile birlikte brom pentaflorür veya klor pentaflorür üretilir.
Bilinen interhalojenlerin özeti
| F |
|
||||
|---|---|---|---|---|---|
| Cl |
|
||||
| Br |
|
||||
| ben |
|
||||
| at |
|
||||
| F | Cl | Br | ben | at |
Özellikleri
Tipik olarak, halojenler arası bağlar atomlu halojen daha reaktiftir bağlar-çünkü interhalojen bağlar F haricinde atomlu halojen bağlar, daha zayıf olan 2 . İnterhalojenler suya maruz kalırsa, halojenür ve oksihalojenür iyonlarına dönüşürler . BrF 5 ile bu reaksiyon patlayıcı olabilir . İnterhalojenler silikon dioksite veya metal oksitlere maruz kalırsa , silikon veya metal sırasıyla halojen türlerinden biriyle bağlanır ve serbest iki atomlu halojenler ve iki atomlu oksijen bırakır. Çoğu interhalojenler halojen florürlerdir ve geri kalanların üçü (IBr, AtBr ve AtI) hariç tümü halojen klorürlerdir. Klor ve brom, her biri beş flor atomuna bağlanabilir ve iyot yedi atoma bağlanabilir. AX ve AX 3 interhalojenleri, elektronegatiflikleri birbirine nispeten yakın olan iki halojen arasında oluşabilir . İnterhalojenler metallere maruz kaldıklarında, bileşen halojenlerin metal halojenürlerini oluşturmak üzere reaksiyona girerler. Bir interhalojenin oksidasyon gücü, interhalojenin merkez atomuna bağlı halojenlerin sayısı ve ayrıca bileşiğin merkez atomunun küçülen boyutu ile artar. Flor içeren interhalojenler, daha ağır halojenler içeren interhalojenlerden daha uçucudur .
Bir merkezi atoma bağlı bir veya üç halojene sahip interhalojenler, elektronegatiflikleri birbirinden çok uzak olmayan iki element tarafından oluşturulur. Merkezi bir atoma bağlı beş veya yedi halojen içeren interhalojenler, boyutları çok farklı iki elementten oluşur. Büyük bir merkezi halojene bağlanabilen daha küçük halojenlerin sayısı, daha büyük halojenin atom yarıçapının daha küçük halojenin atom yarıçapına oranı tarafından yönlendirilir . IF 7 gibi bir dizi interhalojen, platin grubundakiler dışında tüm metallerle reaksiyona girer . IF 7 , XY 5 serisindeki interhalojenlerin aksine , alkali metallerin florürleri ile reaksiyona girmez .
ClF 3 , XY 3 interhalojenlerinin en reaktifidir . ICI 3 en az reaktiftir. BrF 3 , dört atomlu interhalojenlerin en yüksek termal stabilitesine sahiptir. ICl 3 en düşük seviyeye sahip. Klor triflorürün kaynama noktası -12 °C'dir. Brom triflorür 127 °C'lik bir kaynama noktasına sahiptir ve oda sıcaklığında sıvı haldedir . İyot triklorür 101 °C'de erir.
Çoğu interhalojenler kovalent gazlardır. Bazı interhalojenler, özellikle brom içerenler sıvıdır ve iyot içeren interhalojenlerin çoğu katıdır. Daha hafif halojenlerden oluşan interhalojenlerin çoğu oldukça renksizdir, ancak daha ağır halojenler içeren interhalojenler, daha yüksek moleküler ağırlıklarından dolayı daha koyu renktedir . Bu açıdan interhalojenler halojenlere benzer. Bir interhalojendeki iki halojenin elektronegatiflikleri arasındaki fark ne kadar büyükse, interhalojenin kaynama noktası o kadar yüksek olur. Tüm interhalojenler diamagnetiktir . Bağ uzunluğu oluşturan halojen büyüklüğü ile XY serisi artar interhalogens arasında. Örneğin, ClF 1.628 arasında bir bağ uzunluğuna sahip A'dan ve IBr 2.47 Â'lık bir bağ uzunluğuna sahiptir.
Üretim
Tür ClF gibi daha büyük interhalogens, üretilmesi mümkündür 3 , F saf atomlu halojenler, için, örneğin CLF olarak küçük interhalogens, maruz bırakılması ile, 2 . Bu üretim yöntemi, özellikle halojen florürlerin üretilmesi için kullanışlıdır . 250 ila 300 °C arasındaki sıcaklıklarda, bu tür bir üretim yöntemi, daha büyük interhalojenleri daha küçük olanlara da dönüştürebilir. İki saf halojeni çeşitli koşullarda birleştirerek interhalojenler üretmek de mümkündür. Bu yöntem, IF 7 için herhangi bir interhalojen tasarrufu oluşturabilir .
ClF gibi daha küçük interhalojenler, saf halojenlerle doğrudan reaksiyona girerek oluşabilir. Örneğin, K 2 Cl reaksiyona girer 2 250 ° C'de CLF iki molekülünü oluşturmak için. Br 2 , diatomik flor ile aynı şekilde, ancak 60 ° C'de reaksiyona girer. I 2 diatomik flor ile sadece 35 ° C'de reaksiyona girer. ClF ve Oluşan bu iki tür CLF gibi daha büyük bir interhalojen reaksiyonu ile üretilebilir 3 ya da BRF 3 alt ve elemanın bir iki atomlu molekül periyodik tablonun . Heksatomik interhalojenler arasında, IF 5 , BrF 5'ten (40.5 °C) daha yüksek bir kaynama noktasına (97 °C) sahiptir , ancak her iki bileşik de oda sıcaklığında sıvıdır . Interhalojen IF 7 , paladyum iyodür ile florin reaksiyona sokulmasıyla oluşturulabilir .
Uygulamalar
BrF 3 , IF 5 ve ICl gibi bazı interhalojenler iyi halojenleştirici ajanlardır. BrF 5 , flor oluşturmak için çok reaktif. Bunun ötesinde, iyot monoklorürün , katı ve sıvı yağların doygunluğunu ölçmeye yardımcı olmak ve bazı reaksiyonlar için bir katalizör olarak dahil olmak üzere çeşitli uygulamaları vardır . IF 7 dahil olmak üzere bir dizi interhalojen, polihalojenürler oluşturmak için kullanılır .
Benzer bileşikler, çeşitli ile var pseudohalogens halojen gibi, azidler ( FN 3 , ClN 3 , ^ Brl 3 ve İN 3 ) ve siyanojen halidler ( FCN , ClCN , BrCN ve ICN ).
Ayrıca bakınız
Notlar
Referanslar
bibliyografya
- Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Elementlerin Kimyası (2. baskı). Butterworth-Heinemann . ISBN'si 978-0-08-037941-8.
- Kugler, HK; Keller, C. (1985).'Astatine'de', sistem no. 8a . İnorganik ve Organometalik Kimya Gmelin El Kitabı. 8 (8. baskı). Springer-Verlag. ISBN'si 3-540-93516-9.
- Zuckerman, JJ; Hagen, AP (1989). İnorganik Reaksiyonlar ve Yöntemler, Halojenlerle Bağ Oluşumu . John Wiley ve Oğulları . ISBN'si 978-0-471-18656-4.