Bromuro di iodio(I)

Il bromuro di iodio(I) o monobromuro di iodio è il composto interalogeno biatomico di iodio e bromo e con formula IBr. In questo bromuro lo iodio è nello stato di ossidazione +1. È una specie abbastanza stabile e si può ottenere a temperatura ambiente come cristalli di color rosso molto scuro, spesso descritto come nero.^[4][3][5] Come altri composti interalogenici è un forte ossidante, corrosivo e molto reattivo. Si può usare in reazioni di alogenazione di sostanze organiche.^[6][7]

Bromuro di iodio(I)
Struttura del monobromuro di iodio
Modello della molecola del monobromuro di iodio
Nome IUPAC
bromuro di iodio(I), monobromuro di iodio
Nomi alternativi
bromuro di iodio
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	BrI
Peso formula (u)	206,81
Aspetto	cristalli rosso scuro - neri
Numero CAS	7789-33-5
Numero EINECS	232-159-9
PubChem	82238
SMILES	BrI
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	4,3[1]
Solubilità in acqua	si decompone[2]
Temperatura di fusione	40 °C (313 K)[1]
Temperatura di ebollizione	116 °C (389 K) dec[1]
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)	–10,5[3]
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
pericolo
Frasi H	314 - 335 [2]
Consigli P	280 - 301+330+331 - 303+361+353 - 304+340 - 305+351+338 - 310 [2]

Sintesi

Il composto fu descritto per la prima volta nel 1826 da Antoine Jérôme Balard, farmacista e chimico di Montpellier, scopritore del bromo.^[8] Il composto si ottiene per sintesi diretta dagli elementi in quantità stechiometriche; il composto grezzo è poi purificato per cristallizzazione frazionata:^[3]

${\displaystyle {\ce {I2 + Br2 -> 2 IBr}}}$

Struttura e proprietà

A temperatura ambiente IBr solido cristallino è solubile il solfuro di carbonio, etere e acido acetico glaciale, come pure in acetone, acetonitrile, diclorometano^[9] e tetracloruro di carbonio;^[7] anche in acqua e in alcool si scioglie, ma con decomposizione;^[10][11]

Tra i composti interalogeni biatomici, eccettuando IF che è estremamente instabile, il bromuro di iodio è il meno volatile. Diversamente che con il cloro (o il fluoro) lo iodio con il bromo non forma ulteriori composti.

Nella molecola in fase vapore il legame (248,5 pm)^[12] è leggermente più corto che nel cristallo ed entrambe queste lunghezze di legame sono leggermente minori della somma dei raggi covalenti di I e Br (259 pm), come atteso per la differenza delle elettronegatività. Tale differenza (0,30) è modesta, ma comporta comunque un momento dipolare per la molecola, che ammonta 0,737 D,^[13] o 1,21 D, secondo altri.^[12] Questo permette l'instaurarsi di interazioni dipolo-dipolo che favoriscono l'accorciamento delle distanze intermolecolari nelle fasi condensate.

Allo stato solido IBr cristallizza nel sistema ortorombico, gruppo spaziale Ccm2₁, con costanti di reticolo a = 490 pm, b = 699 pm e c = 893 pm, ci sono quattro unità di formula per cella elementare.^[14] La distanza internucleare I–Br nel cristallo risulta 252 pm, e la distanza tra i contatti intermolecolari I^δ+–Br^δ-……I^δ+–Br^δ- è di 316 pm, un valore decisamente inferiore alla somma dei raggi di van der Waals di iodio e bromo (410 pm), il che indica un'interazione significativa tra le molecole IBr.^[15]

Reagisce con gli alcheni dando l'addizione elettrofila:^[7][16]

R-CH=CH₂ + I-Br → RCHBr=CH₂I

In acqua IBr reagisce come ICl e gli altri interalogeni binari, formando l'acido ipoalogenoso dell'alogeno meno elettronegativo dei due, qui lo iodio, e l'acido alogenidrico dell'altro:^[17]

IBr + H₂O → HIO + HBr

Può comportarsi da acido di Lewis e, con ioni Br ^-, ad esempio, forma lo ione complesso IBr₂^-:

IBr + Br ^- → IBr₂^-

Questo ione è isoelettronico di valenza con il triioduro I₃^- e, come quet'ultimo, può essere isolato più facilmente come sale di cationi grandi, ad esempio è presente in RbIBr₂ e CsIBr₂;^[18] di quest'ultimo è nota la struttura cristallina.^[19] Le proprietà di IBr come acido di Lewis, insieme a quelle di I₂, Br₂, ICl ed altri interalogeni sono studiate nell'ambito del modello ECW;^[20] come questi alogeni e interalogeni, IBr forma addotti e complessi a trasferimento di carica con molte specie donatrici.^[21][22][23]

Allo stato fuso il composto mostra una discreta conducibilità, dovuta ad una reazione di dissociazione rappresentabile con la reazione seguente (una autoionizzazione):^[3]

3 IBr₃ ⇄ I₂Br⁺_(sol) + IBr₂^–_(sol)

Questa autoionizzazione è del tutto analoga a quella del cloruro di iodio ICl.^[24]