Неорганические озониды

Шаблон:Значения Озони́ды — соединения щелочных, щелочноземельных металлов и аммония с кислородом общего состава ${𝖬}^{𝖨}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}$ и ${𝖬}^{𝖨𝖨}\mathsf{(}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}$.

Строение

Озониды представляют собой высшие оксиды металлов, содержащие молекулярный озонид-ион OШаблон:Sub⁻. Наличие озонид-иона было подтверждено спектрометрическими методами, ЭПР-спектроскопией, магнитными и рентгеноструктурными исследованиями.

Длина связи O-O в озонидах составляет ~1,2 А, а угол O-O-O — 108°. Ион OШаблон:Sub⁻ имеет симметричную треугольную конфигурацию и обладает парамагнитными свойствами.

Получение

Озониды были получены для ограниченного числа катионов — всех щелочных металлов, а также стронция, бария, аммония и тетраметиламмония.

• Озонид лития LiOШаблон:Sub удалось получить в виде маслянистой тёмно-оранжевой жидкости только при низких температурах ~ −112 °C. Это соединение крайне неустойчиво вследствие малого радиуса иона LiШаблон:Sup. Аммиакат лития образует гораздо более устойчивый озонид состава Li(NHШаблон:Sub)Шаблон:SubOШаблон:Sub.
• Озонид натрия NaOШаблон:Sub был впервые выделен в 1951 г. в реакции обезвоженного гидроксида натрия с озон-кислородной смесью при температуре −60…−50 °C в виде тёмно-красных мелких кристаллов.
• Озонид калия KOШаблон:Sub был получен в 1949 г. в реакции озон-кислородной смеси с гидроксидом калия при низких температурах. В дальнейшем было показано образование озонида калия в реакции озона с алкоголятами калия, с супероксидом калия (KOШаблон:Sub).
• Озонид рубидия RbOШаблон:Sub выделили в 1951 г. в виде оранжевых кристаллов в реакции между озоном и гидроксидом или супероксидом рубидия.
• Красный озонид цезия CsOШаблон:Sub был получен в 1963 г.
• Озониды кальция, стронция и бария были получены в 1966 г. в реакции озона с гидроксидами этих металлов.
• Озонид аммония был выделен в 1962 г. при озонировании жидкого аммиака при температурах ~ −100 °С

Общие реакции получения озонидов:

$\mathrm{𝟦}𝖪𝖮𝖧\mathsf{+}\mathrm{𝟦}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟦}𝖪{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

$\mathrm{𝟤}𝖲𝗋\mathsf{(}𝖮𝖧{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟤}𝖲𝗋\mathsf{(}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

$𝖪{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\to }𝖪{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

Образующийся озонид экстрагируют жидким аммиаком или фреонами.

Озониды тетраалкиламмония получают обменными реакциями с озонидом калия в органических растворителях.

Свойства

Озониды термически неустойчивы и при повышении температуры разлагаются:

$\mathrm{𝟤}𝖱𝖻{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟤}𝖱𝖻{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

Устойчивость озонидов снижается в ряду

$\mathsf{[}\mathsf{(}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟦}}𝖭\mathsf{]}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}>𝖢𝗌{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}>𝖱𝖻{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}>𝖪{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}$

Они также разлагаются при действии воды:

$\mathrm{𝟦}𝖪{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\to }\mathrm{𝟦}𝖪𝖮𝖧\mathsf{+}\mathrm{𝟧}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

Кроме того, в реакции образуется пероксид водорода и гидроксильные радикалы •OH.

Озонид аммония распадается по реакции

$\mathrm{𝟦}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟦}}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟤}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟦}}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

Озонид бария (Ba(OШаблон:Sub)Шаблон:Sub) — бесцветные кристаллы.

Применение

Из-за низкой устойчивости озониды не находят практического применения. Предлагалось их использовать как источник кислорода в поглотительных регенерирующих воздух системах.

Ссылки

• Химическая энциклопедия. Озонирование. Шаблон:Wayback

Литература

• Шаблон:Статья
• Шаблон:Книга
• Советский Энциклопедический Словарь Гл. редактор А. М. Прохоров.
• Неорганическая химия в 3-х томах под редакцией Ю. Д. Третьякова, т.2 «Химия непереходных элементов»