Viši interhalogeni spojevi tipa ABn, sa n > 1

Kao što je već rečeno, ovaj tip interhalogenih spojeva može nastati direktnom sintezom iz elemenata uz višak elektronegativnijeg halogena ili disproporcioniranjem nižih interhalogena. Jedini viši interhalogen klora je klorov trifluorid, ClF3, kod broma su poznati trifluorid BrF3 i pentafluorid BrF5 koji lako nastaju disproporcioniranjem BrF, a kod joda su poznati pentafluorid, IF5, heptafluorid, IF7 i triklorid, ICl3. Neka općenita svojstva viših interhalogena dana su u slijedećoj tablici:

Tablica općih svojstava viših interhalogenih spojeva

Za sintezu viših fluorida najčešće su potrebne posebne aparature,poput ove prikazane na slici.

Shematski prikaz aparature za dobivanje IF7. U H1 nalazi se kruti jod, a kroz cijev R1 uvodi se plinoviti fluor. Do reakcije dolazi u zagrijanoj cijevi H2. Hladilo B služi za zadržavanje neizreagiranog joda.

Najviši fluoridi su najreaktivniji, s time da reaktivnost pada u slijedu: ClF3 > BrF5 > IF7.

Strukture viših interhalogena posebno su bitne za teoriju kemijske veze i zato će biti obrađene u posebnom poglavlju. Njihove molekule se općenito sastoje od centralnog atoma težeg halogena koji je okružen s neparnim brojem atoma lakšeg halogena. Formulu i stabilnost spojeva osim energije veze određuju i kovalentni radijusi halogena, što se može lijepo vidjeti na primjeru joda. Dok su atomi fluora dovoljno maleni da se oko jednog jodovog atoma smjesti njih sedam, atom klora je prevelik da se oko jednog jodovog smjesti više od tri klorova atoma.
Dok se klorov trifluorid u krutom stanju sastoji od molekula ClF3, jodov triklorid građen je od planarnih dimernih molekula slijedeće građe:

Udaljenost I-Cl je nešto manja (2,38 Ĺ) kod terminalnih nego kod premoštavajućih (2,70 Ĺ) klorovih atoma. Sličnu strukturu ima i kruti BrF3.

Većina viših halogena u tekućem stanju vodi struju. To se kao i kod interhalogenih spojeva tipa AB objašnjava elektrolitskom disocijacijom u kojoj nastaju kompleksni kation i anion. Na primjer, elektrolitska disocijacija BrF3 koji je u tekućem stanju bolji elektrolit od vode, može se opisati slijedećom kemijskom jednadžbom:

2 BrF3(l) BrF2+ + BrF4-

slično bi disocirao i jodov pentafluorid:

2 IF5(l) IF4+ + IF6-

Fluoridi drugih elemenata se u tekućem BrF3 ili IF5 mogu ponašati kao kiseline ili baze. Tako se AuF3 ili SbF5 ponašaju kao kiseline dajući kation BrF2+ uz anione AuF4- i SbF6-:

SbF5 + BrF3 BrF2+ + SbF6-

Iz otopine se može izolirati sol sastava [BrF2+] [ SbF6-].
Isto tako se fluoridi alkalnih metala u rastaljenom BrF3 ponašaju kao baze:

KF + BrF3 K+ + BrF4- I

ovdje se može izolirati kruta sol koja se sastoji od iona K+ i BrF4-.
Ove kiseline i baze se mogu međusobno neutralizirati, pri čemu nastaju sol i otapalo:

[BrF2][ SbF6] + KBrF4 K[SbF6] + 2 BrF3

Viši halogeni uglavnom lako reagiraju s različitim alkalnim halogenidima dajući soli koje sadrže mješovite kompleksne ione kao što su ICl4-, BrF6- i sl. Osim toga, poznat je i dosta postojani anion građen od atoma tri različita halogena elementa ICl3F-, čije soli nastaju reakcijom fluorida metala i jodovog triklorida:

RbF(s) + ICl3(s) Rb[ICl3F](s)

T. Friščić
[email protected]
O halogenim elementima

Opća svojstva
Dobivanje halogenih
elemenata
Interhalogeni spojevi
Viši interhalogeni
spojevi
Strukture molekula
interhalogenih spojeva
Literatura