En química , un compuesto interhalogenado es una molécula que contiene dos o más átomos de halógeno diferentes ( flúor , cloro , bromo , yodo o astato ) y ningún átomo de elementos de ningún otro grupo.
La mayoría de los compuestos interhalogenados conocidos son binarios (compuestos por sólo dos elementos distintos). Sus fórmulas son generalmente XY n , donde n = 1, 3, 5 o 7, y X es el menos electronegativo de los dos halógenos. El valor de n en los interhalogenados es siempre impar, debido a la valencia impar de los halógenos. Todos ellos son propensos a la hidrólisis y se ionizan para dar lugar a iones polihalogenados. Los que se forman con astato tienen una vida media muy corta debido a que el astato es intensamente radiactivo.
No se conocen con certeza compuestos interhalogenados que contengan tres o más halógenos diferentes, [1] aunque algunos libros afirman que se han obtenido IFCl 2 e IF 2 Cl , [2] [3] [4] [5] y estudios teóricos parecen indicar que algunos compuestos de la serie BrClF
norteson apenas estables. [6]
Algunos interhalógenos, como BrF 3 , IF 5 y ICl , son buenos agentes halogenantes . BrF 5 es demasiado reactivo para generar flúor. Más allá de eso, el monocloruro de yodo tiene varias aplicaciones, incluida la de ayudar a medir la saturación de grasas y aceites, y como catalizador para algunas reacciones . Varios interhalógenos, incluido IF 7 , se utilizan para formar polihaluros . [1]
Existen compuestos similares con varios pseudohalógenos , como las azidas de halógeno ( FN 3 , ClN 3 , BrN 3 y IN 3 ) y los haluros de cianógeno ( FCN , ClCN , BrCN e ICN ).
Los interhalógenos de la forma XY tienen propiedades físicas intermedias entre las de los dos halógenos progenitores. El enlace covalente entre los dos átomos tiene cierto carácter iónico , ya que el halógeno menos electronegativo , X, está oxidado y tiene una carga positiva parcial. Se conocen todas las combinaciones de flúor, cloro, bromo y yodo que tienen la fórmula general mencionada anteriormente, pero no todas son estables. Algunas combinaciones de astato con otros halógenos ni siquiera se conocen, y las que se conocen son altamente inestables.
El monofluoruro de bromo se disocia de la siguiente manera:
Aún no se han descubierto fluoruros de astato. Su ausencia se ha atribuido especulativamente a la extrema reactividad de dichos compuestos, incluida la reacción de un fluoruro formado inicialmente con las paredes del recipiente de vidrio para formar un producto no volátil. [a] Por lo tanto, aunque se cree que es posible la síntesis de un fluoruro de astato, puede requerir un disolvente de fluoruro de halógeno líquido, como ya se ha utilizado para la caracterización de fluoruros de radón. [11] [12]
Además, existen moléculas análogas que involucran pseudohalógenos , como los haluros de cianógeno .
Todos los interhalógenos hexatómicos y octatómicos estables implican un halógeno más pesado combinado con cinco o siete átomos de flúor. A diferencia de los demás halógenos, los átomos de flúor tienen una alta electronegatividad y un tamaño pequeño que los estabiliza.
Por lo general, los enlaces interhalogenados son más reactivos que los enlaces halógenos diatómicos, porque los enlaces interhalogenados son más débiles que los enlaces halógenos diatómicos, excepto para F 2 . Si los interhalogenados se exponen al agua, se convierten en iones haluro y oxihaluro . Con BrF 5 , esta reacción puede ser explosiva . Si los interhalogenados se exponen al dióxido de silicio o a óxidos metálicos , entonces el silicio o el metal respectivamente se unen con uno de los tipos de halógeno, dejando libres halógenos diatómicos y oxígeno diatómico. La mayoría de los interhalogenados son fluoruros de halógeno, y todos menos tres (IBr, AtBr y AtI) del resto son cloruros de halógeno. El cloro y el bromo pueden unirse cada uno a cinco átomos de flúor, y el yodo puede unirse a siete. Los interhalogenados AX y AX 3 pueden formarse entre dos halógenos cuyas electronegatividades son relativamente cercanas entre sí. Cuando los interhalogenados se exponen a metales, reaccionan para formar haluros metálicos de los halógenos constituyentes. El poder de oxidación de un interhalógeno aumenta con el número de halógenos unidos al átomo central del interhalógeno, así como con la disminución del tamaño del átomo central del compuesto. Los interhalógenos que contienen flúor tienen más probabilidades de ser volátiles que los interhalógenos que contienen halógenos más pesados. [1]
Los interhalógenos con uno o tres halógenos unidos a un átomo central están formados por dos elementos cuyas electronegatividades no están muy alejadas. Los interhalógenos con cinco o siete halógenos unidos a un átomo central están formados por dos elementos cuyos tamaños son muy diferentes. El número de halógenos más pequeños que pueden unirse a un halógeno central grande está guiado por la relación del radio atómico del halógeno más grande sobre el radio atómico del halógeno más pequeño. Un número de interhalógenos, como IF 7 , reaccionan con todos los metales excepto aquellos del grupo del platino . IF 7 , a diferencia de los interhalógenos de la serie XY 5 , no reacciona con los fluoruros de los metales alcalinos . [1]
El ClF3 es el más reactivo de los interhalógenos XY3 . El ICl3 es el menos reactivo. El BrF3 tiene la mayor estabilidad térmica de los interhalógenos con cuatro átomos. El ICl3 tiene la menor. El trifluoruro de cloro tiene un punto de ebullición de -12 °C. El trifluoruro de bromo tiene un punto de ebullición de 127 °C y es líquido a temperatura ambiente . El tricloruro de yodo se funde a 101 °C. [1]
La mayoría de los interhalógenos son gases covalentes . Algunos interhalógenos, especialmente los que contienen bromo, son líquidos , y la mayoría de los interhalógenos que contienen yodo son sólidos. La mayoría de los interhalógenos compuestos por halógenos más ligeros son bastante incoloros, pero los interhalógenos que contienen halógenos más pesados tienen un color más oscuro debido a su mayor peso molecular . En este sentido, los interhalógenos son similares a los halógenos. Cuanto mayor sea la diferencia entre las electronegatividades de los dos halógenos en un interhalógeno, mayor será el punto de ebullición del interhalógeno. Todos los interhalógenos son diamagnéticos . La longitud de enlace de los interhalógenos en la serie XY aumenta con el tamaño de los halógenos constituyentes. Por ejemplo, ClF tiene una longitud de enlace de 1,628 Å y IBr tiene una longitud de enlace de 2,47 Å. [1]
Es posible producir interhalógenos más grandes, como ClF 3 , exponiendo interhalógenos más pequeños, como ClF , a halógenos diatómicos puros, como F 2 . Este método de producción es especialmente útil para generar fluoruros de halógeno . A temperaturas de 250 a 300 °C, este tipo de método de producción también puede convertir interhalógenos más grandes en otros más pequeños. También es posible producir interhalógenos combinando dos halógenos puros en diversas condiciones. Este método puede generar cualquier interhalógeno excepto IF 7 . [1]
Los interhalógenos más pequeños, como el ClF, pueden formarse por reacción directa con halógenos puros. Por ejemplo, el F 2 reacciona con el Cl 2 a 250 °C para formar dos moléculas de ClF. El Br 2 reacciona con el flúor diatómico de la misma manera, pero a 60 °C. El I 2 reacciona con el flúor diatómico a solo 35 °C. El ClF y el BrF pueden producirse mediante la reacción de un interhalógeno más grande, como el ClF 3 o el BrF 3 y una molécula diatómica del elemento que se encuentra más abajo en la tabla periódica . Entre los interhalógenos hexatómicos, el IF 5 tiene un punto de ebullición más alto (97 °C) que el BrF 5 (40,5 °C), aunque ambos compuestos son líquidos a temperatura ambiente . El interhalógeno IF 7 puede formarse mediante la reacción del yoduro de paladio con el flúor. [1]
Algunos compuestos ternarios, como el IFCl
2y si
2Cl , también se conocen [no se proporciona fuente].
dos compuestos interhalogenados son IFCl
2y si
2Cl [sin fuente indicada].
quedan unos pocos compuestos interhalogenados ternarios como el IFCl
2y si
2Se han preparado Cl [no se ha facilitado ninguna fuente].
