Фторид иода(VII): различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
[отпатрулированная версия][непроверенная версия]
Содержимое удалено Содержимое добавлено
м Bot: HTTP→HTTPS (v465)
Нет описания правки
Метки: через визуальный редактор с мобильного устройства из мобильной версии
 
(не показано 19 промежуточных версий 7 участников)
Строка 1: Строка 1:
{{Вещество
{{Вещество
| картинка=Iodine-heptafluoride-2D-dimensions.png
| картинка = Iodine-heptafluoride-2D-dimensions.png
| картинка3D=Iodine-heptafluoride-3D-balls.png
| картинка3D = Iodine-heptafluoride-3D-balls.png
| картинка малая=
| картинка малая =
| наименование=Фторид иода (VII)
| наименование = Фторид иода(VII)
| традиционные названия = семифтористый иод, гептафторид иода
| сокращения=
| сокращения =
| хим. формула=IF<sub>7</sub>
| хим. формула = IF<sub>7</sub>
| молярная масса=259,89
| рац. формула = IF{{sub|7}}
| темп. плавления=4,5
| молярная масса = 259,89
| темп. кипения=4,77
| темп. плавления = 6,45 °C<ref name=ХЭ>{{ХЭ|автор=Раков Э. Г.|статья=Галогенфториды|т=1|с=496}}</ref>; 4,5
| темп. разложения=350
| темп. сублимации = 4,77<ref name=ХЭ/>
| тройная точка=
| темп. разложения = 200 °C<ref name=ХЭ/>
| критическая точка=
| тройная точка =
| плотность=2,7
| Изоэлектрическая точка=
| критическая точка =
| плотность = 3,62 г/см<sup>3</sup> (при −145 °C)<ref name=ХЭ/>; 2,7
| CAS=16921-96-3
| изоэлектрическая точка =
| EINECS=
| CAS = 16921-96-3
| SMILES=
| EINECS =
| растворимость=
| SMILES =
| конст. диссоц. кислоты=
| растворимость = реагирует
| состояние=
| конст. диссоц. кислоты =
| динамическая вязкость=
| состояние = Бесцветный газ
| кинематическая вязкость=
| динамическая вязкость =
| теплоёмкость=
| кинематическая вязкость =
| энтальпия образования=
| теплоёмкость = 135,6<ref name=ХЭ/>
| удельная теплота парообразования=
| энтальпия образования = −961,5<ref name=ХЭ/>
| удельная теплота плавления=
| энтальпия плавления = 4,55 кДж/моль<ref name=ХЭ/>
| энтальпия сублимации = 27,1 кДж/моль<ref name=ХЭ/>
| удельная теплота парообразования =
| удельная теплота плавления =
| ПДК = 0,5 мг/м{{sup|3}}
| ЛД50 = 14,24 мг/кг (крысы, внутривенно)
| токсичность = Чрезвычайно ядовит, [[Сильнодействующие ядовитые вещества|СДЯВ]]
| ECB = {{ECB|T+}}
}}
}}
'''Фторид иода(VII)''' ('''гептафторид иода'''), IF<sub>7</sub> — бесцветный тяжёлый (почти в 9 раз тяжелее воздуха) газ (при 20 °C) с резким запахом, высший фторид [[иод]]а, в котором атом иода проявляет [[степень окисления]] +7.
'''Фтори́д ио́да(VII)''' ('''гептафтори́д ио́да''', '''семифто́ристый ио́д'''), IF<sub>7</sub> — бесцветный чрезвычайно ядовитый тяжёлый газ (при 20 °C) с резким неприятным запахом, высший [[Фториды|фторид]] [[иод]]а, в котором атом иода проявляет [[степень окисления]] +7. Тяжелее воздуха почти в 9 раз.


== Физическо-химические свойства ==
== Физические свойства ==
До сегодняшнего дня нет единого мнения о температурах фазового перехода соединения, поскольку его сложно отчистить от примеси IOF<sub>5</sub>, который занижает температуру плавления. По некоторым данным, температура плавления соединения находится в пределах 6,4 ± 0,1°С<ref name="Bartlett">{{lang-en |Bartlett, Levchuk, Proc. Chem. Soc., 1963, P.362}}</ref>.
До сегодняшнего дня нет единого мнения о температурах фазового перехода соединения, поскольку его сложно очистить от примеси IOF<sub>5</sub>, который занижает температуру плавления. По некоторым данным, температура плавления соединения находится в пределах 6,4 ± 0,1 °C<ref name="Bartlett">{{статья|автор=Bartlett N., Levchuk L. E.|заглавие=Iodine Oxide Pentafluoride and Iodine Heptafluoride|издание=Proceedings of the Chemical Society |год=1963|том=|выпуск=November|страницы=342—343|ссылка=|doi=10.1039/PS9630000325|arxiv=|язык=en}}</ref>. По другим данным, вещество возгоняется при 4,77 °C<ref name=ХЭ/>.


{| class="wikitable" style="text-align:center;"
{| class="wikitable" style="text-align:center;"
! Свойство !! Значение<ref>{{статья|автор=Khanna R. K. |заглавие=Force constants and thermodynamic functions of iodine heptafluoride|издание=Journal of Molecular Spectroscopy|год=1962|том=8|выпуск=1—6|страницы=134—141|ссылка=https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0022285262900140|doi=10.1016/0022-2852(62)90014-0|arxiv=|язык=en}} </ref>
! Свойство !! Значение<ref>{{lang-en|R.K. Khanna J. Mol. Spectr., 1962, V.8, P.134}}</ref>
|-
|-
| [[Энтальпия образования]] (298 К, в газовой фазе) || −122,22 кДж/моль(по другим данным<ref>[https://dx.doi.org/10.1016/0022-1902(76)80614-8 The enthalpies of formation of iodine pentafluoride and iodine heptafluoride. Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. V. 28, 1976, P. 135—140]</ref> −229,80 кДж/моль)
| [[Энтальпия образования]] (298 К, в газовой фазе) || −122,22 кДж/моль; по другим данным −229,80 кДж/моль<ref>{{статья|автор=Settle J. L. et al.|заглавие=The enthalpies of formation of iodine pentafluoride and iodine heptafluoride|издание=Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry|год=1976|том=28 Suppl.1|выпуск=|страницы= 135—140|ссылка=https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0022190276806148|doi=10.1016/0022-1902(76)80614-8|arxiv=|язык=en}}</ref> или −961,5 кДж/моль<ref name=ХЭ/>;
|-
|-
| [[Энтропия образования]] (300 К, в газовой фазе) || 355,16 Дж/(моль·К)
| [[Энтропия образования]] (300 К, в газовой фазе) || 355,16 Дж/(моль·К); по другим данным 353,0 Дж/(моль·К)<ref name=ХЭ/>
|-
|-
| [[Теплоёмкость]] (300 К, в газовой фазе) || 137,09 Дж/(моль·К)
| [[Теплоёмкость]] при постоянном давлении (300 К, в газовой фазе) || 137,09 Дж/(моль·К); по другим данным 135,6 Дж/(моль·К)<ref name=ХЭ/>
|}
|}

Кристаллизуется в двух модификациях, из которых выше −125 °C устойчивы кристаллы {{Крист|синг=к|гр=''Im''3''m''|a=0,628|b=|c=|alpha=|beta=|gamma=|Z=2|d=|рп=1|nocat=}}.


== Строение ==
== Строение ==
Строка 46: Строка 56:


== Методы получения ==
== Методы получения ==
* Известен метод получения гептафторида взаимодействием иода с [[фторид]]ами металлов, например, [[Фторид серебра(I)|фторидом серебра]]. Такую реакцию впервые наблюдал Каммерер. Однако, в таких условиях также получается [[пентафторид иода]]:
* Известен метод получения гептафторида взаимодействием иода с [[фторид]]ами металлов, например, [[Фторид серебра(I)|фторидом серебра]]. Такую реакцию впервые наблюдал Каммерер. Однако в таких условиях также получается [[пентафторид иода]]:


:: <math>\mathsf{I_2 + 14AgF \rightarrow 2IF_7 + 14Ag}</math>
:: <math>\mathsf{I_2 + 14AgF \rightarrow 2IF_7 + 14Ag}</math>


* Также применяется метод получения из простых веществ. Для этого фтор пропускают над иодом в [[Платина|платиновом]] реакторе. Сначала образуется [[пентафторид иода]], который при 270 °C реагирует с фтором и образуется гептафторид.
* Также применяется метод получения из простых веществ. Для этого фтор пропускают над иодом в [[Платина|платиновом]] реакторе. Сначала образуется [[пентафторид иода]], который при 270 °C реагирует с фтором и образует гептафторид.


:: <math>\mathsf{I_2 + 5F_2 \rightarrow 2IF_5}</math>
:: <math>\mathsf{I_2 + 5F_2 \rightarrow 2IF_5}</math>
Строка 56: Строка 66:
:: <math>\mathsf{IF_5 + F_2 \rightarrow IF_7}</math>
:: <math>\mathsf{IF_5 + F_2 \rightarrow IF_7}</math>


* Чаще всего применяют взаимодействие пентафторида иода с фтором, при этом проходят процессы аналогичные второй стадии предыдущего метода.
* Чаще всего применяют взаимодействие пентафторида иода с фтором, при этом проходят процессы, аналогичные второй стадии предыдущего метода.
* Продукт, полученный вышеописанными методами, всегда загрязнён примесью IOF<sub>5</sub> за счёт [[гидролиз]]а IF<sub>7</sub>. Поэтому, для получения чистого продукта можно применять метод взаимодействия фтора с сухими [[Иодиды|иодидами]]<ref name="Bartlett" />. Например:
* Продукт, полученный вышеописанными методами, обычно загрязнён примесью IOF<sub>5</sub> за счёт [[гидролиз]]а IF<sub>7</sub> следами воды, содержащейся в иоде. Поэтому для получения чистого продукта можно применять метод взаимодействия фтора с тщательно обезвоженными [[Иодиды|иодидами]] (их легче осушить, чем элементный иод)<ref name="Bartlett" /> при 150—300 °C<ref name=ХЭ/>. Например:


:: <math>\mathsf{PdI_2 + 9F_2 \rightarrow 2IF_7 + PdF_4}</math>
:: <math>\mathsf{PdI_2 + 9F_2 \rightarrow 2IF_7 + PdF_4}</math>


== Химические свойства ==
== Химические свойства ==
Химические свойства гептафторида иода во многом схожи со свойствами [[Трифторид хлора|трифторида хлора]]. Химически чрезвычайно активен и агрессивен к большинству материалов. Сильный [[окислитель]].
Химические свойства гептафторида иода во многом схожи со свойствами [[Трифторид хлора|трифторида хлора]]. Химически чрезвычайно активен и агрессивен к большинству материалов. Сильный [[окислитель]].
* Достаточно часто, в начале реакции молекула гептафторида отщепляет 2 атома фтора, которые участвуют в дальнейшей реакции, а IF<sub>5</sub> выделяется с продуктами:
* Достаточно часто в начале реакции молекула гептафторида отщепляет 2 атома фтора, которые участвуют в дальнейшей реакции, а IF<sub>5</sub> выделяется с продуктами:


:: <math>\mathsf{2B + 3IF_7 \rightarrow 2BF_3 + 3IF_5}</math>
:: <math>\mathsf{2B + 3IF_7 \rightarrow 2BF_3 + 3IF_5}</math>
* Углекислый газ сгорает в присутствии IF<sub>7</sub> с образованием [[Простое вещество|простого]] иода:
* Углекислый газ сгорает в присутствии IF<sub>7</sub> с образованием [[Простое вещество|элементного]] иода:


:: <math>\mathsf{7CO_2 + 4IF_7 \rightarrow 2I_2 + 7CF_4 + 7O_2}</math>
:: <math>\mathsf{7CO_2 + 4IF_7 \rightarrow 2I_2 + 7CF_4 + 7O_2}</math>
Строка 76: Строка 86:
:: <math>\mathsf{2IF_7 + SiO_2 \rightarrow SiF_4 + 2IOF_5}</math>
:: <math>\mathsf{2IF_7 + SiO_2 \rightarrow SiF_4 + 2IOF_5}</math>


* С некоторыми фторидами (AsF<sub>5</sub>, SbF<sub>5</sub>, BF<sub>3</sub>)<ref>[https://dx.doi.org/10.1016/0020-1650(74)80084-X Acceptor properties of iodine heptafluoride: octafluoroperiodates(VII). Inorganic and Nuclear Chemistry Letters. V. 10, Issue 10, 1974, P. 831—835]</ref> образует комплексные соединения, которые вполне устойчивы до температуры около 140 °C. Предположительно, структура таких соединений ионная: IF<sub>6</sub><sup>+</sup>•AsF<sub>6</sub><sup>−</sup>.
* С некоторыми фторидами (AsF<sub>5</sub>, SbF<sub>5</sub>, BF<sub>3</sub>)<ref>{{статья|автор=Adams C. J.|заглавие=Acceptor properties of iodine heptafluoride: octafluoroperiodates(VII)|издание=Inorganic and Nuclear Chemistry Letters|год=1974|том=10|выпуск=10|страницы=831—835|ссылка=https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/002016507480084X?via%3Dihub|doi=10.1016/0020-1650(74)80084-X|arxiv=|язык=en}}</ref> образует комплексные соединения, которые вполне устойчивы до температуры около 140 °C. Предположительно, структура таких соединений ионная: IF<sub>6</sub><sup>+</sup>·AsF<sub>6</sub><sup>−</sup>.
:: <math>\mathsf{IF_7 + AsF_5 \rightarrow IF_6[AsF_6]}</math>
:: <math>\mathsf{IF_7 + AsF_5 \rightarrow IF_6[AsF_6]}</math>


* При нагревании до 200 °C медленно диссоциирует на низшие [[фториды иода]] и F<sub>2</sub><ref name=ХЭ/>.
* Органические соединения при контакте с гептафторидом иода воспламеняются или взрываются с образованием массы различных продуктов, которые обычно не полностью идентифицированы.

* Органические соединения при контакте с гептафторидом иода воспламеняются или взрываются с образованием множества различных продуктов, которые обычно не полностью идентифицированы.


== Применение ==
== Применение ==
Нашёл некоторое применение в органическом синтезе.<ref>[http://www.uspkhim.ru/php/paper_rus.phtml?journal_id=rc&paper_id=3147&year_id=1984&volume=53&issue_id=12&fpage=2024&lpage=2055 Успехи химии, 1984, Том 53, Номер 12, Страницы 2024—2055.]</ref>
Нашёл некоторое применение в органическом синтезе<ref>{{статья|автор= Богуславская Л. С. |заглавие=Фториды галогенов в органическом синтезе|издание=Успехи химии|год=1984|том=53|выпуск=12|страницы=2024—2055|ссылка=http://www.uspkhim.ru/php/paper_rus.phtml?journal_id=rc&paper_id=3147&year_id=1984&volume=53&issue_id=12&fpage=2024&lpage=2055|doi=10.1070/RC1984v053n12ABEH003147|arxiv=|язык=ru}}</ref>.

== Токсикология ==
Гептафторид иода — едкое, весьма токсичное вещество, обладающее удушающим действием. Как и все производные иода со [[Степень окисления|степенью окисления]] +7, является сильным окислителем. В высоких концентрациях фторид иода(VII) очень сильно раздражает кожу и слизистые оболочки.


[[ПДК]] в рабочей зоне — 0,5 мг/м³ (по фтору).
== Опасности ==
Гептафторид иода высокоопасен, очень сильно раздражает кожу и слизистые оболочки.


== Литература ==
== Литература ==
* Химия галоидных соединений фтора. Николаев Н. С., Сухоруков В. Ф., Шишков Ю. Д., Аленчикова И. Ф. — М.: Наука, 1968, с.344.
* {{книга|автор=Николаев Н. С., Сухоруков В. Ф., Шишков Ю. Д., Аленчикова И. Ф.|часть=|заглавие=Химия галоидных соединений фтора|оригинал= |ссылка=|издание=|ответственный=|место=М.|издательство=Наука|год=1968|том=|страницы=344|страниц=|isbn=|тираж=}}
* {{ХЭ|автор=Раков Э. Г.|статья=Галогенфториды|т=1|с=496}}


== Примечания ==
== Примечания ==
{{примечания}}
{{примечания}}
{{Соединения иода}}
{{Соединения иода}}
[[Категория:Межгалоидные соединения]]
[[Категория:Межгалогенные соединения]]
[[Категория:Соединения иода]]
[[Категория:Соединения иода]]
[[Категория:Фториды иода]]
[[Категория:Фториды иода]]
[[Категория:Бинарные соединения]]
[[Категория:Продукция основного органического синтеза]]
[[Категория:Газы]]

Текущая версия от 15:09, 23 августа 2022

Фторид иода​(VII)​
Изображение химической структуры Изображение молекулярной модели
Общие
Систематическое
наименование
Фторид иода​(VII)​
Традиционные названия семифтористый иод, гептафторид иода
Хим. формула IF7
Рац. формула IF7
Физические свойства
Состояние Бесцветный газ
Молярная масса 259,89 г/моль
Плотность 3,62 г/см3 (при −145 °C)[1]; 2,7 г/см³
Термические свойства
Температура
 • плавления 6,45 °C[1]; 4,5 °C
 • сублимации 4,77[1] °C
 • разложения 200 °C[1]
Мол. теплоёмк. 135,6[1] Дж/(моль·К)
Энтальпия
 • образования −961,5[1] кДж/моль
 • плавления 4,55 кДж/моль[1]
 • сублимации 27,1 кДж/моль[1]
Химические свойства
Растворимость
 • в воде реагирует
Классификация
Рег. номер CAS 16921-96-3
PubChem
Рег. номер EINECS 240-981-4
SMILES
InChI
ChemSpider
Безопасность
Предельная концентрация 0,5 мг/м3
ЛД50 14,24 мг/кг (крысы, внутривенно)
Токсичность Чрезвычайно ядовит, СДЯВ
Пиктограммы ECB Пиктограмма «T+: Крайне токсично» системы ECB
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Фтори́д ио́да(VII) (гептафтори́д ио́да, семифто́ристый ио́д), IF7 — бесцветный чрезвычайно ядовитый тяжёлый газ (при 20 °C) с резким неприятным запахом, высший фторид иода, в котором атом иода проявляет степень окисления +7. Тяжелее воздуха почти в 9 раз.

Физические свойства

[править | править код]

До сегодняшнего дня нет единого мнения о температурах фазового перехода соединения, поскольку его сложно очистить от примеси IOF5, который занижает температуру плавления. По некоторым данным, температура плавления соединения находится в пределах 6,4 ± 0,1 °C[2]. По другим данным, вещество возгоняется при 4,77 °C[1].

Свойство Значение[3]
Энтальпия образования (298 К, в газовой фазе) −122,22 кДж/моль; по другим данным −229,80 кДж/моль[4] или −961,5 кДж/моль[1];
Энтропия образования (300 К, в газовой фазе) 355,16 Дж/(моль·К); по другим данным 353,0 Дж/(моль·К)[1]
Теплоёмкость при постоянном давлении (300 К, в газовой фазе) 137,09 Дж/(моль·К); по другим данным 135,6 Дж/(моль·К)[1]

Кристаллизуется в двух модификациях, из которых выше −125 °C устойчивы кристаллы кубической сингонии, пространственная группа Im3m, параметры ячейки a = 0,628 нм, Z = 2.

Пентагонально-бипирамидальное строение молекулы подтверждено спектроскопически при помощи ИК, КР и ЯМР-19F спектроскопии.

Методы получения

[править | править код]
  • Также применяется метод получения из простых веществ. Для этого фтор пропускают над иодом в платиновом реакторе. Сначала образуется пентафторид иода, который при 270 °C реагирует с фтором и образует гептафторид.
  • Чаще всего применяют взаимодействие пентафторида иода с фтором, при этом проходят процессы, аналогичные второй стадии предыдущего метода.
  • Продукт, полученный вышеописанными методами, обычно загрязнён примесью IOF5 за счёт гидролиза IF7 следами воды, содержащейся в иоде. Поэтому для получения чистого продукта можно применять метод взаимодействия фтора с тщательно обезвоженными иодидами (их легче осушить, чем элементный иод)[2] при 150—300 °C[1]. Например:

Химические свойства

[править | править код]

Химические свойства гептафторида иода во многом схожи со свойствами трифторида хлора. Химически чрезвычайно активен и агрессивен к большинству материалов. Сильный окислитель.

  • Достаточно часто в начале реакции молекула гептафторида отщепляет 2 атома фтора, которые участвуют в дальнейшей реакции, а IF5 выделяется с продуктами:
  • Углекислый газ сгорает в присутствии IF7 с образованием элементного иода:
  • С некоторыми фторидами (AsF5, SbF5, BF3)[5] образует комплексные соединения, которые вполне устойчивы до температуры около 140 °C. Предположительно, структура таких соединений ионная: IF6+·AsF6.
  • При нагревании до 200 °C медленно диссоциирует на низшие фториды иода и F2[1].
  • Органические соединения при контакте с гептафторидом иода воспламеняются или взрываются с образованием множества различных продуктов, которые обычно не полностью идентифицированы.

Применение

[править | править код]

Нашёл некоторое применение в органическом синтезе[6].

Токсикология

[править | править код]

Гептафторид иода — едкое, весьма токсичное вещество, обладающее удушающим действием. Как и все производные иода со степенью окисления +7, является сильным окислителем. В высоких концентрациях фторид иода(VII) очень сильно раздражает кожу и слизистые оболочки.

ПДК в рабочей зоне — 0,5 мг/м³ (по фтору).

Литература

[править | править код]
  • Николаев Н. С., Сухоруков В. Ф., Шишков Ю. Д., Аленчикова И. Ф. Химия галоидных соединений фтора. — М.: Наука, 1968. — С. 344.
  • Раков Э. Г. Галогенфториды // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1: А — Дарзана. — С. 496. — 623 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-85270-008-8.

Примечания

[править | править код]
  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Раков Э. Г. Галогенфториды // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1: А — Дарзана. — С. 496. — 623 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-85270-008-8.
  2. 1 2 Bartlett N., Levchuk L. E. Iodine Oxide Pentafluoride and Iodine Heptafluoride (англ.) // Proceedings of the Chemical Society. — 1963. — Iss. November. — P. 342—343. — doi:10.1039/PS9630000325.
  3. Khanna R. K. Force constants and thermodynamic functions of iodine heptafluoride (англ.) // Journal of Molecular Spectroscopy. — 1962. — Vol. 8, iss. 1—6. — P. 134—141. — doi:10.1016/0022-2852(62)90014-0.
  4. Settle J. L. et al. The enthalpies of formation of iodine pentafluoride and iodine heptafluoride (англ.) // Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. — 1976. — Vol. 28 Suppl.1. — P. 135—140. — doi:10.1016/0022-1902(76)80614-8.
  5. Adams C. J. Acceptor properties of iodine heptafluoride: octafluoroperiodates(VII) (англ.) // Inorganic and Nuclear Chemistry Letters. — 1974. — Vol. 10, iss. 10. — P. 831—835. — doi:10.1016/0020-1650(74)80084-X.
  6. Богуславская Л. С. Фториды галогенов в органическом синтезе // Успехи химии. — 1984. — Т. 53, вып. 12. — С. 2024—2055. — doi:10.1070/RC1984v053n12ABEH003147.