Фторид иода(VII)

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис
Фторид иода​(VII)​

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
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.

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

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.

Строение

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

Методы получения

[math]\displaystyle{ \mathsf{I_2 + 14AgF \rightarrow 2IF_7 + 14Ag} }[/math]
  • 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.
[math]\displaystyle{ \mathsf{I_2 + 5F_2 \rightarrow 2IF_5} }[/math]
[math]\displaystyle{ \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.
  • 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:
[math]\displaystyle{ \mathsf{PdI_2 + 9F_2 \rightarrow 2IF_7 + PdF_4} }[/math]

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:
[math]\displaystyle{ \mathsf{2B + 3IF_7 \rightarrow 2BF_3 + 3IF_5} }[/math]
  • Углекислый газ сгорает в присутствии IF7 с образованием элементного иода:
[math]\displaystyle{ \mathsf{7CO_2 + 4IF_7 \rightarrow 2I_2 + 7CF_4 + 7O_2} }[/math]
[math]\displaystyle{ \mathsf{IF_7 + 6H_2O \rightarrow H_5IO_6 + 7HF} }[/math]
[math]\displaystyle{ \mathsf{2IF_7 + SiO_2 \rightarrow SiF_4 + 2IOF_5} }[/math]
  • 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−.
[math]\displaystyle{ \mathsf{IF_7 + AsF_5 \rightarrow IF_6[AsF_6]} }[/math]
  • 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

Нашёл некоторое применение в органическом синтезе[6].

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 (по фтору).

Литература

Примечания

  1. ↑ 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 1,11 1,12 1,13 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. ↑ 2,0 2,1 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.
Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=Фторид_иода(VII)&oldid=7167095