Міжгалоге́нні сполу́ки (і́нтергалоге́нні сполу́ки, і́нтергалогені́ди) — сполуки, що складаються виключно з атомів галогенів (фтору, 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. 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 більш легким атомом.
Представники Двоатомні сполуки
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 фторид і просту речовину (Br2 та I2 відповідно).
ClF BrF IF BrCl ICl IBr ВиглядПри кімнатній температурі 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.
Чотириатомні сполуки
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 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.
Шестиатомні сполуки
Шість атомів містять лише три міжгалогенні сполуки і всі вони є фторидами: ClF5, BrF5, IF5.
ClF5 BrF5 IF5 Вигляд 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
Єдиним восьмиатомним інтергалогенідом є фторид йоду IF7.
IF7 Вигляд Безбарвний газ, без. рідина,безб. тв. речовина Тпл, °C 6,5 (потрійна точка) Ткип, °C 4,8 (сублімує) ΔHf298, кДж/моль -962
Отримання 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 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 участь у реакціях приєднання за подвійними зв'язками:
Продуктом взаємодії з галогенідами металів є полігалогеніди — сполуки, де аніон складається виключно з атомів галогенів:
Застосування 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 фторидів багатьох металів. Разом з ICl вони також є реагентами для отримання полігалогенідів. Фторид BF5 є окисником палива.
Див. також
Кислота Льюїса Оксогалогеніди
Примітки
Джерела