Фторид иода(VII)

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}} 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. По другим данным, вещество возгоняется при 4,77 °C.

Свойство	Значение
Энтальпия образования (298 К, в газовой фазе)	−122,22 кДж/моль; по другим данным −229,80 кДж/моль или −961,5 кДж/моль;
Энтропия образования (300 К, в газовой фазе)	355,16 Дж/(моль·К); по другим данным 353,0 Дж/(моль·К)
Теплоёмкость при постоянном давлении (300 К, в газовой фазе)	137,09 Дж/(моль·К); по другим данным 135,6 Дж/(моль·К)

Кристаллизуется в двух модификациях, из которых выше −125 °C устойчивы кристаллы Шаблон:Крист.

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:

${𝖨}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟦}𝖠𝗀𝖥\mathsf{\to }\mathrm{𝟤}𝖨{𝖥}_{\mathrm{𝟩}}\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟦}𝖠𝗀$

• 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.

${𝖨}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟧}{𝖥}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟤}𝖨{𝖥}_{\mathrm{𝟧}}$

$𝖨{𝖥}_{\mathrm{𝟧}}\mathsf{+}{𝖥}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }𝖨{𝖥}_{\mathrm{𝟩}}$

• 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) при 150—300 °C. Например:

$𝖯𝖽{𝖨}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟫}{𝖥}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟤}𝖨{𝖥}_{\mathrm{𝟩}}\mathsf{+}𝖯𝖽{𝖥}_{\mathrm{𝟦}}$

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:

$\mathrm{𝟤}𝖡\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖨{𝖥}_{\mathrm{𝟩}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟤}𝖡{𝖥}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖨{𝖥}_{\mathrm{𝟧}}$

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

$\mathrm{𝟩}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖨{𝖥}_{\mathrm{𝟩}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟤}{𝖨}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟩}𝖢{𝖥}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟩}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

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

$𝖨{𝖥}_{\mathrm{𝟩}}\mathsf{+}\mathrm{𝟨}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\to }{𝖧}_{\mathrm{𝟧}}𝖨{𝖮}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{+}\mathrm{𝟩}𝖧𝖥$

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

$\mathrm{𝟤}𝖨{𝖥}_{\mathrm{𝟩}}\mathsf{+}𝖲𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }𝖲𝗂{𝖥}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖨𝖮{𝖥}_{\mathrm{𝟧}}$

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

$𝖨{𝖥}_{\mathrm{𝟩}}\mathsf{+}𝖠𝗌{𝖥}_{\mathrm{𝟧}}\mathsf{\to }𝖨{𝖥}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{[}𝖠𝗌{𝖥}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{]}$

• При нагревании до 200 °C медленно диссоциирует на низшие фториды иода и F₂.

• 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 (по фтору).

Литература

• Шаблон:Книга
• Шаблон:ХЭ