Фторид иода(VII)

Фторид иода​(VII)​
Общие
Систематическое наименование	Фторид иода​(VII)​
Традиционные названия	семифтористый иод, гептафторид иода
Хим. формула	IF7
Рац. формула	IF7
Физические свойства
Молярная масса	259,89 г/моль
Плотность	2,7 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	4,5 °C
• кипения	4,77 °C
• разложения	350 °C
Химические свойства
Растворимость
• в воде	реагирует
Классификация
Рег. номер CAS	16921-96-3
PubChem	85645
Рег. номер EINECS	240-981-4
SMILES	FI(F)(F)(F)(F)(F)F
InChI	InChI=1S/F7I/c1-8(2,3,4,5,6)7 XRURPHMPXJDCOO-UHFFFAOYSA-N
ChemSpider	21477354
Безопасность
Предельная концентрация	0,5 мг/м3
ЛД50	14,24 мг/кг (крысы, внутривенно)
Токсичность	Чрезвычайно ядовит, СДЯВ
Пиктограммы ECB
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Фторид иода(VII) (гептафторид иода, семифтористый иод), 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.

Физическо-химические свойства

До сегодняшнего дня нет единого мнения о температурах фазового перехода соединения, поскольку его сложно отчистить от примеси IOF₅, который занижает температуру плавления. По некоторым данным, температура плавления соединения находится в пределах 6,4 ± 0,1°С.

Свойство	Значение
Энтальпия образования (298 К, в газовой фазе)	−122,22 кДж/моль(по другим данным −229,80 кДж/моль)
Энтропия образования (300 К, в газовой фазе)	355,16 Дж/(моль·К)
Теплоёмкость (300 К, в газовой фазе)	137,09 Дж/(моль·К)

Строение

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

Методы получения

• Известен метод получения гептафторида взаимодействием иода с фторидами металлов, например, фторидом серебра. Такую реакцию впервые наблюдал Каммерер. Однако в таких условиях также получается пентафторид иода:

${\mathsf {I_{2}+14AgF\rightarrow 2IF_{7}+14Ag}}$

• 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 образуется гептафторид.

${\mathsf {I_{2}+5F_{2}\rightarrow 2IF_{5}}}$

${\mathsf {IF_{5}+F_{2}\rightarrow IF_{7}}}$

• Чаще всего применяют взаимодействие пентафторида иода с фтором, при этом проходят процессы аналогичные второй стадии предыдущего метода.
• Продукт, полученный вышеописанными методами, всегда загрязнён примесью IOF₅ за счёт гидролиза IF₇. Поэтому для получения чистого продукта можно применять метод взаимодействия фтора с тщательно обезвоженными иодидами (их легче осушить, чем элементный иод). Например:

${\mathsf {PdI_{2}+9F_{2}\rightarrow 2IF_{7}+PdF_{4}}}$

Химические свойства

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:

${\mathsf {2B+3IF_{7}\rightarrow 2BF_{3}+3IF_{5}}}$

• Углекислый газ сгорает в присутствии IF₇ с образованием элементного иода:

${\mathsf {7CO_{2}+4IF_{7}\rightarrow 2I_{2}+7CF_{4}+7O_{2}}}$

• Гидролизуется водой, при этом образуется ортоиодная кислота и фтороводород:

${\mathsf {IF_{7}+6H_{2}O\rightarrow H_{5}IO_{6}+7HF}}$

• Реагирует с диоксидом кремния и стеклом с образованием оксопентафторида иода и тетрафторида кремния:

${\mathsf {2IF_{7}+SiO_{2}\rightarrow SiF_{4}+2IOF_{5}}}$

• С некоторыми фторидами (AsF₅, SbF₅, BF₃) образует комплексные соединения, которые вполне устойчивы до температуры около 140 °C. Предположительно, структура таких соединений ионная: IF₆⁺·AsF₆⁻.

${\mathsf {IF_{7}+AsF_{5}\rightarrow IF_{6}[AsF_{6}]}}$

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

Применение

Нашёл некоторое применение в органическом синтезе.

Токсикология

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 (контроль по фтору).

Литература

• Николаев Н. С., Сухоруков В. Ф., Шишков Ю. Д., Аленчикова И. Ф. Химия галоидных соединений фтора. — М.: Наука, 1968. — С. 344.