El triyoduro de nitrógeno es un compuesto inorgánico de fórmula NI 3 . Es un explosivo de contacto extremadamente sensible : pequeñas cantidades explotan con un chasquido fuerte y agudo cuando se tocan incluso ligeramente, liberando una nube violeta de vapor de yodo ; incluso puede ser detonado por radiación alfa . 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 por vía libre de amoníaco. El nitruro de boro reacciona con monofluoruro de yodo en triclorofluorometano a -30 °C para producir NI 3 puro con bajo rendimiento: [3]
El NI 3 es piramidal ( simetría molecular C 3v ), al igual que los demás trihaluros de nitrógeno y el amoníaco . [4]
El material que suele denominarse "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 finalmente determinada en 1905 por Oswald Silberrad . [5] Su estructura de estado sólido consta de cadenas de -NI 2 -I-NI 2 -I-NI 2 -I-. [6] Entre las cadenas se encuentran moléculas de amoníaco. Cuando se mantiene frío en la oscuridad y húmedo con amoníaco, el NI 3 · NH 3 es estable.
La inestabilidad de NI 3 y 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 relativamente pequeño átomo de nitrógeno. Esto resulta en una energía de activación muy baja para su descomposición, reacción aún más favorable debido a la gran estabilidad del N 2 . El triyoduro de nitrógeno no tiene valor comercial práctico debido a su extrema sensibilidad a los golpes, lo que hace 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 activarse con el toque de una pluma), sólo gracias a los flegmatizantes la sensibilidad a los golpes de la nitroglicerina se redujo y se convirtió en más seguro de manipular y transportar en forma de dinamita .
La descomposición del NI 3 se produce de la siguiente manera para dar nitrógeno gaseoso y yodo:
Sin embargo, el material seco es un explosivo de contacto y se descompone aproximadamente de la siguiente manera: [4]
De acuerdo con esta ecuación, estas explosiones dejan manchas de yodo de color naranja a violeta, que se pueden eliminar con una solución de tiosulfato de sodio . Un método alternativo para eliminar las manchas es simplemente dejar que el yodo se sublime. A veces se sintetizan pequeñas cantidades de triyoduro de nitrógeno como demostración para los estudiantes de química de la escuela secundaria o como un acto de "magia química". [7] Para resaltar la sensibilidad del compuesto, generalmente se detona tocándolo con una pluma, pero incluso la más mínima corriente de aire, luz láser u otro movimiento puede causar detonación . El triyoduro de nitrógeno también se destaca por ser el único explosivo químico conocido que detona cuando se expone a partículas alfa y productos de fisión nuclear . [8]