El triyoduro de nitrógeno es un compuesto inorgánico con la fórmula NI 3 . Es un explosivo de contacto extremadamente sensible : pequeñas cantidades explotan con un ruido fuerte y agudo cuando se tocan incluso ligeramente, liberando una nube violeta de vapor de yodo ; incluso puede detonarse con radiación alfa . El NI 3 tiene una química estructural compleja que es difícil de estudiar debido a la inestabilidad de los derivados.
El triyoduro de nitrógeno se caracterizó por primera vez mediante espectroscopia Raman en 1990, cuando se preparó sin amoníaco. El nitruro de boro reacciona con el monofluoruro de yodo en triclorofluorometano a -30 °C para producir NI 3 puro con un bajo rendimiento: [3]
El NI3 es piramidal ( simetría molecular C3v ), al igual que los demás trihaluros de nitrógeno y el amoníaco . [4]
El material que normalmente se llama "triyoduro de nitrógeno" se prepara mediante la reacción del yodo con amoníaco . Cuando esta reacción se lleva a cabo a bajas temperaturas en amoníaco anhidro, el producto inicial es NI 3 · (NH 3 ) 5 , pero este material pierde algo de amoníaco al calentarse para dar el aducto 1:1 NI 3 · NH 3 . Este aducto fue reportado por primera vez por Bernard Courtois en 1812, y su fórmula fue determinada finalmente en 1905 por Oswald Silberrad . [5] Su estructura en estado sólido consiste en cadenas de -NI 2 -I-NI 2 -I-NI 2 -I-. [6] Las moléculas de amoníaco están situadas entre las cadenas. Cuando se mantiene frío en la oscuridad y la humedad con amoníaco, NI 3 · NH 3 es estable.
La inestabilidad del NI 3 y del NI 3 · NH 3 se puede atribuir a la gran tensión estérica causada por los tres grandes átomos de yodo que se mantienen cerca uno del otro alrededor del átomo de nitrógeno relativamente pequeño. Esto da como resultado una energía de activación muy baja para su descomposición, una reacción que se vuelve aún más favorable debido a la gran estabilidad del N 2 . El triyoduro de nitrógeno no tiene ningún valor comercial práctico debido a su extrema sensibilidad a los golpes, lo que hace que sea imposible almacenarlo, transportarlo y utilizarlo para explosiones controladas. Mientras que la nitroglicerina pura es potente y también muy sensible a los golpes (aunque no tanto como el triyoduro de nitrógeno, que puede detonarse con el toque de una pluma), fue solo debido a los flegmatizadores que la sensibilidad a los golpes de la nitroglicerina se redujo y se volvió más segura de manipular y transportar en forma de dinamita .
La descomposición del NI 3 procede de la siguiente manera para producir gas nitrógeno y yodo:
Sin embargo, el material seco es un explosivo de contacto, que se descompone aproximadamente de la siguiente manera: [4]
En consonancia con esta ecuación, estas explosiones dejan manchas de yodo de color naranja a morado, que se pueden eliminar con una solución de tiosulfato de sodio . Un método alternativo para eliminar las manchas es simplemente dejar que el yodo sublime. A veces se sintetizan pequeñas cantidades de triyoduro de nitrógeno como demostración a los estudiantes de química de secundaria o como un acto de "magia química". [7] Para resaltar la sensibilidad del compuesto, normalmente se detona tocándolo con una pluma, pero incluso la más mínima corriente de aire, luz láser u otro movimiento puede provocar la detonación . El triyoduro de nitrógeno también es notable por ser el único explosivo químico conocido que detona cuando se expone a partículas alfa y productos de fisión nuclear . [8]