Bromuro di iodio(I)

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Bromuro di iodio(I)
Struttura del monobromuro di iodio
Struttura del monobromuro di iodio
Modello della molecola 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 molecolareBrI
Peso formula (u)206,81
Aspettocristalli rosso scuro - neri
Numero CAS7789-33-5
Numero EINECS232-159-9
PubChem82238
SMILES
BrI
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)4,3[1]
Solubilità in acquasi decompone[2]
Temperatura di fusione40 °C (313 K)[1]
Temperatura di ebollizione116 °C (389 K) dec[1]
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)–10,5[3]
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
corrosivo irritante
pericolo
Frasi H314 - 335 [2]
Consigli P280 - 301+330+331 - 303+361+353 - 304+340 - 305+351+338 - 310 [2]
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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]

Sintesi

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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]

Struttura e proprietà

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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 Iδ+–Brδ-……Iδ+–Brδ- 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]

Note

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  1. ^ a b c Lide 2005
  2. ^ a b c GESTIS 2019
  3. ^ a b c d Greenwood e Earnshaw 1997
  4. ^ Glen E. Rodgers, Descriptive Inorganic, Coordination, and Solid-State Chemistry, 3ª ed., Brooks/Cole, Cengage Learning, 2012, p. 547, ISBN 0-8400-6846-8.
  5. ^ Holleman e Wiberg 2007
  6. ^ (EN) Viktor V. Zhdankin e Peter J. Stang, Chemistry of Polyvalent Iodine, in Chemical Reviews, vol. 108, n. 12, 10 dicembre 2008, pp. 5299–5358, DOI:10.1021/cr800332c. URL consultato il 5 settembre 2021.
  7. ^ a b c (EN) V Alberts e Rm Carman, The reaction of propene with iodine bromide, in Australian Journal of Chemistry, vol. 33, n. 2, 1980, pp. 455, DOI:10.1071/CH9800455. URL consultato il 5 settembre 2021.
  8. ^ Balard 1826, p. 372.
  9. ^ Semnani, Abolfazl, Shareghi, Behzad e Pouretedal, Hamid Reza, Spectrophotometric Study of the Complexation of Iodine and Bromine with Tetrabutylammonium Halides and Cryptand 222 in Dichloromethane Solution, in Iran. J. Chem. & Chem. Eng., vol. 23, n. 1, 2004, pp. 1-6.
  10. ^ (EN) PubChem, Iodine monobromide, su pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. URL consultato il 4 settembre 2021.
  11. ^ GESTIS-Stoffdatenbank, su gestis.dguv.de. URL consultato il 5 settembre 2021.
  12. ^ a b N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Interhalogen compounds, in Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, pp. 825-826, ISBN 0-7506-3365-4.
  13. ^ CCCBDB listing of experimental data page 2, su cccbdb.nist.gov. URL consultato il 5 settembre 2021.
  14. ^ L. N. Swink e G. B. Carpenter, The crystal structure of iodine monobromide, IBr, in Acta Crystallographica Section B Structural Crystallography and Crystal Chemistry, vol. 24, n. 3, 1º marzo 1968, pp. 429–433, DOI:10.1107/S0567740868002505. URL consultato il 17 settembre 2021.
  15. ^ Catherine Housecroft e Alan Sharpe, Inorganic Chemistry, 3ª ed., Pearson Education Limited, 2008, p. 546, ISBN 978-0-13-175553-6.
  16. ^ (EN) Ronald G. Brisbois, Randall A. Wanke e Robert A. Field, Iodine Monobromide, John Wiley & Sons, Ltd, 15 ottobre 2005, pp. ri013, DOI:10.1002/047084289x.ri013.pub2, ISBN 978-0-471-93623-7. URL consultato il 17 settembre 2021.
  17. ^ Nils Wiberg, Egon Wiberg e Arnold F. Holleman, Anorganische Chemie, 103ª ed., De Gruyter, 2007, p. 507, ISBN 978-3-11-026932-1.
  18. ^ (EN) Arthur Finch, Peter N. Gates e Stuart J. Peake, Thermochemistry of polyhalides. II. Caesium and rubidium dibromoiodides, in Thermochimica Acta, vol. 19, n. 2, 1977-05, pp. 213–220, DOI:10.1016/0040-6031(77)85109-5. URL consultato il 16 settembre 2021.
  19. ^ (EN) J. E. Davies e E. K. Nunn, The crystal structure of CsIBr2, in Journal of the Chemical Society D: Chemical Communications, n. 23, 1969, pp. 1374a, DOI:10.1039/c2969001374a. URL consultato il 16 settembre 2021.
  20. ^ (EN) Russell S. Drago e Bradford B. Wayland, A Double-Scale Equation for Correlating Enthalpies of Lewis Acid-Base Interactions, in Journal of the American Chemical Society, vol. 87, n. 16, 1965-08, pp. 3571–3577, DOI:10.1021/ja01094a008. URL consultato il 5 settembre 2021.
  21. ^ (EN) Glenn C. Vogel e Russell S. Drago, The ECW Model, in Journal of Chemical Education, vol. 73, n. 8, 1996-08, pp. 701, DOI:10.1021/ed073p701. URL consultato il 3 settembre 2021.
  22. ^ (EN) Raman investigations of charge-transfer complexes of dioxane with iodine, bromine, chlorine, iodine bromide, iodine chloride and bromine chloride, in Spectrochimica Acta Part A: Molecular Spectroscopy, vol. 32, n. 5, 1º gennaio 1976, pp. 963–970, DOI:10.1016/0584-8539(76)80280-2. URL consultato il 5 settembre 2021.
  23. ^ (EN) M. Carla Aragoni, Massimiliano Arca e Francesco Demartin, DFT calculations, structural and spectroscopic studies on the products formed between IBr and N,N′-dimethylbenzoimidazole-2(3H)-thione and -2(3H)-selone, in Dalton Transactions, n. 13, 16 giugno 2005, pp. 2252–2258, DOI:10.1039/B503883A. URL consultato il 22 marzo 2021.
  24. ^ (EN) N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Interhalogen compounds, in Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, p. 827, ISBN 0-7506-3365-4.

Bibliografia

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Voci correlate

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Altri progetti

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