Интергалогениды

Интергалогени́ды — соединения галогенов между собой. Они также называются межгалоге́нными соедине́ниями. Межгалогенные соединения могут существовать в четырёх стехиометрических соотношениях: XY, XY₃, XY₅ и XY₇, где Y — это более химически активный галоген. Исключением является неустойчивый гексафторид брома BrF₆. Наиболее устойчивы среди них моногалогениды состава XY (кроме монофторида брома и монофторида иода).

Получение

Межгалогенные соединения синтезируют при непосредственном взаимодействии простых веществ, варьируя соотношения реагентов, температуру и давление ${\displaystyle {\ce {Cl_2 + 3F_2 -> 2ClF_3}}}$(230°C)

${\displaystyle {\ce {Br_2 + 3F_2 -> 2BrF_3}}}$(-20°С)

${\displaystyle {\ce {I_2 + 3F_2 -> 2IF_3}}}$(-45°С)

Химические свойства

По химическим свойствам интергалогениды близки к галогенам. Растворяются в воде с полным или частичным гидролизом; в водных растворах хлоридов металлов образуют устойчивые полигалогенид-анионы (BrCl−
2, ICl−
4 и т.п.). Растворяются в органических растворителях. Моногалогениды растворимы в трихлориде мышьяка, диоксиде серы, оксихлориде серы, безводной уксусной кислоте.

Физические свойства

Физические свойства межгалогенных соединений состава XY

В следующую таблицу сведены физические свойства всех двухатомных интергалогенидов, кроме малоизученных соединений астата^[1]

Свойство	ClF	BrF	IF	BrCl	ICl	IBr
Форма при комнатной температуре	Бесцветный газ	Светло-коричневый	Неустойчив	Красно-коричневый газ	Рубиново-красные кристаллы (α-форма); красно-коричневые кристаллы (β-форма)	Чёрные кристаллы
Температура плавления, °C	−155,6	~-33, диспропо- рционирует	Диспропо- рционирует	~−66, диссоциирует	27,2 (α-форма), 13,9 (β-форма)	41, частично диссоциирует
Температура кипения, °C	−100,1	~20	—	~5 (с разл.)	97—100 (с разл.)	~116 (с разл.)
ΔH°обр (298 K), кДж·моль−1	−56,5	−58,6	−95,4	14,6	−35,3 (α-форма)	−10,5 (крист.)
ΔG°обр (298 K), кДж·моль−1	−57,7	−73,6	−117,6	−1	−13,95 (α-форма)	3,7
Энергия диссоциации, кДж·моль−1	252,5	248,6	~277	215,1	207,7	175,4
Плотность в жидком состоянии (температура, °C), г·см−3	1,62 (−100 °C)	—	—	—	3,095 (30 °C)	3,762 (42 °C)
r(X—Y), нм	0,16281	0,1756	0,1909	0,2138	0,23207	0,2485
Дипольный момент, Д	0,881	1,29	—	0,57	0,65	1,21
Электропроводность в жидком состоянии (температура, °C), Ом−1·см−1	1,9·10−7 (−128 °C)	—	—	—	5,5·10−3	3,4·10−4

Физические свойства межгалогенных соединений состава XY₃

В следующую таблицу сведены физические свойства некоторых четырёхатомных интергалогенидов состава XY₃^[1]

Свойство	ClF3	BrF3	IF3	(ICl3)2
Форма при комнатной температуре	Бесцветный газ или жидкость	Жидкость соломенного цвета	Жёлтая жидкость (разлагается выше −28 °C)	Ярко-жёлтое твёрдое вещество
Температура плавления, °C	−76,3	8,8	—	101 (16 атм)
Температура кипения, °C	11,8	125,8	—	—
ΔH°обр (298 K), кДж·моль−1	−168 (г.)	−301 (ж.)	~−485 (г.) (расчёт.)	−89,3 (тв.)
ΔG°обр (298 K), кДж·моль−1	−124 (г.)	−241 (ж.)	~−460 (г.) (расчёт.)	−21,5 (тв.)
Средняя энергия связей X—Y3, кДж·моль−1	174	202	~275 (расчёт.)	—
Плотность (температура, °C), г·см−3	1,885 (0 °C)	2,803 (25 °C)	—	3,111 (15 °C)
Дипольный момент, Д	0,557	1,19	—	0,2138
Диэлектрическая проницаемость ε (температура, °C)	4,75 (0 °C)	—	—	—
Электропроводность в жидком состоянии (температура, °C), Ом−1·см−1	6,5·10−9 (0 °C)	8·10−3 (25 °C)	—	8,6·10−3 (102 °C)

Получение

Двухатомные интергалогениды

Двухатомные галогениды получают с помощью реакций прямого синтеза^[1]:

${\displaystyle {\mathsf {Cl_{2}+F_{2}{\xrightarrow[{}]{255^{o}C}}2ClF}}}$

${\displaystyle {\mathsf {Br_{2}+BrF_{3}\rightarrow 3BrF}}}$

Четырёхатомные интергалогениды

Все эти соединения могут быть получены прямым взаимодействием галогенов^[1]

${\displaystyle {\mathsf {Cl_{2}+3F_{2}\rightarrow 2ClF_{3}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {Br_{2}+3F_{2}\rightarrow 2BrF_{3}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {I_{2}+3Cl_{2}\rightarrow 2ICl_{3}}}}$

Токсикология

Большинство интергалогенидов являются токсичными, коррозионно-активными веществами.

Примечания

1. Гринвуд Н., Эрншо А. Химия элементов. — Бином, 2015. — Т. 2. — С. 171—182.

Литература

• Фиалков Я. А. Межгалоидные соединения. К.: Изд-во АН УССР, 1958.
• Раков Э. Г. Галогенфториды // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1: А — Дарзана. — С. 495—496. — 623 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-85270-008-8.
• Раков Э. Г. Межгалогенные соединения // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3: Меди — Полимерные. — С. 10. — 639 с. — 48 000 экз. — ISBN 5-85270-039-8.