Фторид иода(VII)

Фторид иода(VII)
Общие
Систематическое наименование	Фторид иода (VII)
Химическая формула	IF7
Физические свойства
Отн. молек. масса	260 а. е. м.
Молярная масса	259,89 г/моль
Плотность	2,7 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	4,5 °C
Температура кипения	4,77 °C
Температура разложения	350 °C
Классификация
Рег. номер CAS	16921-96-3

Фторид иода(VII) (гептафторид иода), IF₇ — бесцветное газообразное вещество (при 20 °C) с резким запахом, высший фторид иода, в котором атом иода проявляет степень окисления +7.

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^[1].

Свойство	Значение[2]
Энтальпия образования (298 К, в газовой фазе)	−122,22 кДж/моль(по другим данным[3] −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:

$\mathsf{I_2 + 14AgF \rightarrow IF_7 + 14Ag}$

• 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 IF₅. Поэтому, для получения чистого продукта можно применять метод взаимодействия фтора с сухими иодидами^[1]. 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 простого иода:

$\mathsf{7CO_2 + 4IF_7 \rightarrow 2I_2 + 7CF_4 + 7O_2}$

• Гидролизуется водой, при этом образуется ортоиодная кислота и фтороводород:^[4]

$\mathsf{IF_7 + 6H_2O \rightarrow H_5IO_6 + 7HF}$

• 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)^[5] 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 с образованием массы различных продуктов, которые обычно не полностью идентифицированы.

Применение

Нашёл некоторое применение в органическом синтезе.^[6]

Опасности

Гептафторид иода высокоопасен, очень сильно раздражает кожу и слизистые оболочки.

См. также

• Фтор
• Иод
• Фторид иода(I)
• Фторид иода(III)
• Фторид иода(V)

Литература

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

Примечания

1. ↑ ^{1 2} англ. Bartlett, Levchuk, Proc. Chem. Soc., 1963, P.362
2. ↑ англ. R.K. Khanna J. Mol. Spectr., 1962, V.8, P.134
3. ↑ The enthalpies of formation of iodine pentafluoride and iodine heptafluoride. Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. V. 28, 1976, P. 135—140
4. ↑ IF₇ на сайте «Химия и токсикология»
5. ↑ Acceptor properties of iodine heptafluoride: octafluoroperiodates(VII). Inorganic and Nuclear Chemistry Letters. V. 10, Issue 10, 1974, P. 831—835
6. ↑ Успехи химии, 1984, Том 53, Номер 12, Страницы 2024—2055.