Нитри́д триио́да (иногда йодистый азот, неверно: азид йода) — чрезвычайно взрывчатое неорганическое соединение азота и иода с формулой NI3. Обычно получается в виде чёрно-коричневых кристаллов — аддукта с аммиаком (аммиаката) , но был получен и в индивидуальном виде реакцией BN с IF при низких температурах.
Соединение представляет собой чёрные кристаллы, очень чувствительные к механическим воздействиям. В сухом виде взрывается от прикосновения, образуя розовато-фиолетовое облако паров иода. Скорость детонации Это единственное известное вещество, которое взрывается под воздействием альфа-частиц и других продуктов ядерного распада.
Впервые был получен Бернаром Куртуа в 1812 или 1813 году (по другой версии, это вещество открыл Артур Ганч в 1900 году).
Свойства Аддукт нитрида иода разлагается при взаимодействии с диэтилцинком Zn(C2H5)2:
NH3.NI3 + 3Zn(C2H5)2 -> NH3 + N(C2H5)3 + 3ZnC2H5I
Благодаря именно этой реакции установлено строение аммиачного аддукта нитрида иода
Во влажном виде при наличии избытка аммиака в растворе сравнительно устойчив. Из-за крайней нестабильности применяется как средство для эффектного химического фокуса. Нестабильность вещества вызвана большой длиной связи N—I и большими относительными размерами трёх атомов иода, приходящихся на один атом азота, и, соответственно, низкой энергией активации реакции разложения.
Является единственным известным взрывчатым веществом, способным детонировать от альфа-излучения и осколков деления тяжёлых ядер.
Нерастворим в этаноле. Разлагается горячей водой, кислотами-окислителями, щелочами.
Реакция разложения чистого вещества:
2NI3 (тв.) → N2↑ + 3I2↑ ( = −290 кДж/моль).
Аммиак, который присутствует в аддукте, является восстановителем для образующегося иода:
8NI3.NH3 -> 5 N2 ^ + 6 NH4I + 9 I2.
Нитрид трииода подвергается гидролизу с образованием оксида азота(III) и иодоводородной кислоты:
2NI3 + 3H2O -> 6HI + N2O3.
Иодид азота является окислителем; так, образованный in situ при добавлении раствора иода к раствору восстановителя в водном аммиаке, он окисляет гидрохинон до хингидрона (молекулярного комплекса гидрохинона и пара-бензохинона) и бензальдегид до бензойной кислоты.
Синтез
Аммиакаты нитрида трииода
В результате реакции элементного иода с водным раствором аммиака в осадок выпадает взрывоопасное коричневое (или чёрное) твёрдое вещество, представляющее собой продукт присоединения аммиака к нитриду трииода:
3I2 (тв.) + 5NH3 (раств.) → NI3·NH3 (тв.) + 3NH4I (раств.).
При реакции с безводным аммиаком в условиях низких температур образующийся продукт имеет состав NI3·(NH3)5, при нагревании он начинает терять часть аммиака. Этот аддукт впервые был описан Бернаром Куртуа в 1812, окончательно его формулу определил в 1905 году.
В твёрдом состоянии его структура состоит из цепочек .
Чистый нитрид трииода Впервые свободный от связанного аммиака нитрид трииода NI3 был синтезирован в 1930 году взаимодействием дибромиодида калия KIBr2 с жидким аммиаком. У полученного в этой реакции продукта молярное отношение иода и азота составляло 1:3,04:
3 KIBr2 + 4 NH3 -> NI3 + 3 KBr + 3 NH4Br.
Полученный NI3 сублимировался в вакууме при комнатной температуре и конденсировался в ловушке, охлаждаемой жидким воздухом.
NI3 образуется также при реакции нитрида бора BN с монофторидом иода IF в трихлорфторметане при , хотя и с низким выходом:
BN + 3 IF -> NI3 + BF3.
Применение Вероятно, единственным практическим применением нитрида трииода является иодирование фенолов (и других электрон-обогащённых ароматических соединений). При этом NI3 получают in situ, добавляя к аммиачному раствору фенола раствор иода. Так, тимол в таких условиях иодируется в орто-положение к гидроксилу с образованием иодтимола, а пиррол количественно иодируется до тетраиодпиррола.
Вместе с тем, благодаря лёгкости получения и эффектности его взрывного разложения взрыв микроколичеств аммиаката иодида азота входит в число демонстрационных экспериментов в курсе неорганической химии.
Регулирование Согласно § 172.101 Свода федеральных нормативных актов в США запрещена перевозка нитрида трииода.
Литература
Примечания
Категория:Соединения иода Категория:Взрывчатые химические соединения Иод Категория:Галогениды азота Категория:Соединения азота по алфавиту