Монохлорид иода
Монохлорид иода — интергалогенид, бинарное неорганическое соединение иода и хлора с формулой ICl, тёмно-красная жидкость или рубиново-красные (α-форма) или красно-коричневые (β-форма) кристаллы. Реагирует с водой.
Получение
- Действие хлора на иод:
- Разложение гексахлорида дииода:
Физические свойства
Монохлорид иода — тёмно-красная жидкость или кристаллы: рубиново-красные (α-форма) или красно-коричневые (β-форма).
Имеет две полиморфные формы:
- α-ICl, рубиново-красные кристаллы моноклинной сингонии, пространственная группа P 21/c, параметры ячейки a = 1,260 нм, b = 0,438 нм, c = 1,190 нм, β = 119,5°, Z = 8, d = 3,85 г/см3; плавится при 27,2 °C;
- β-ICl, красно-коричневые кристаллы моноклинной сингонии, пространственная группа P 21/c, параметры ячейки a = 0,8883 нм, b = 0,8400 нм, c = 0,7568 нм, β = 91,35°, Z = 8, d = 3,66 г/см3; плавится при 13,9 °C.
Растворяется в этаноле, сероуглероде и диэтиловом эфире, в трихлориде мышьяка, диоксиде серы, оксихлориде серы, безводной уксусной кислоте.
В газовой фазе энтальпия образования 17,4 кДж/моль, теплоёмкость при постоянном давлении 35,5 Дж/(моль·К), энтропия 239,9 Дж/(моль·К).
Кипит (с разложением) при 97,4 °C.
Химические свойства
Свойства монохлорида иода определяются непрочностью и сильной поляризованностью связи I + − C l − {displaystyle {mathsf {I^{+}-Cl^{-}}}} .
Так, монохлорид иода обратимо разлагается при нагревании выше температуры кипения:
2 I C l ⇄ I 2 + C l 2 {displaystyle {mathsf {2ICl ightleftarrows I_{2}+Cl_{2}}}}Поляризация связи приводит к тому, что во многих случаях монохлорид иода выступает в роли источника катиона иода. Так, он реагирует с холодной водой с образованием иодноватистой кислоты:
I C l + H 2 O → H C l + H I O {displaystyle {mathsf {ICl+H_{2}O {xrightarrow {}} HCl+HIO}}}При взаимодействии с горячей водой образовавшаяся образующаяся иодноватистая кислота in situ диспропорционирует на иод и иодноватую кислоту:
5 I C l + 3 H 2 O → 90 o C 5 H C l + H I O 3 + 2 I 2 ↓ {displaystyle {mathsf {5ICl+3H_{2}O {xrightarrow {90^{o}C}} 5HCl+HIO_{3}+2I_{2}downarrow }}} ,аналогично протекает реакция при взаимодействии с щелочами:
3 I C l + 6 N a O H → 3 N a C l + 2 N a I + N a I O 3 + 3 H 2 O {displaystyle {mathsf {3ICl+6NaOH {xrightarrow {}} 3NaCl+2NaI+NaIO_{3}+3H_{2}O}}}Хлорид иода может выступать как акцептором, так и донором хлорид-аниона. Так, в присутствии хлорид-анионов он образует комплексы — например, с концентрированной соляной кислотой и хлоридами тяжёлых щелочных металлов :
I C l + H C l ⇄ H [ I C l 2 ] {displaystyle {mathsf {ICl+HCl ightleftarrows H[ICl_{2}]}}} I C l + C s C l ⇄ C s [ I C l 2 ] {displaystyle {mathsf {ICl+CsCl ightleftarrows Cs[ICl_{2}]}}}При взаимодействии с кислотами Льюиса (AlCl3, SbCl5 и т.п.) монохлорид иода отщепляет хлорид-анион, образуя соли катиона I2Сl+:
2 I C l + A l C l 3 ⇄ [ I 2 C l ] + [ A l C l 4 ] − {displaystyle {mathsf {2ICl+AlCl_{3} ightleftarrows [I_{2}Cl]^{+}[AlCl_{4}]^{-}}}}Горячая серная кислота окисляет хлорид иода до иодноватой кислоты:
I C l + 2 H 2 S O 4 → 90 o C H C l + H I O 3 + 2 S O 2 ↑ + H 2 O {displaystyle {mathsf {ICl+2H_{2}SO_{4} {xrightarrow {90^{o}C}} HCl+HIO_{3}+2SO_{2}uparrow +H_{2}O}}}Применение в органическом синтезе
Монохлорид иода применяется в органическом синтезе при прямом иодировании ароматических соединений: благодаря поляризации связи атом иода в ICl более электрофилен, чем в I2, и хлорид иода является более энергичным иодирующим агентом, чем элементарный иод.
Монохлорид иода также способен присоединяться к двойным связям алкенов с образованием 1,2-хлориодалканов.