En química , un compuesto interhalógeno es una molécula que contiene dos o más átomos de halógeno diferentes ( flúor , cloro , bromo , yodo o astato ) y ningún átomo de elemento de ningún otro grupo.
La mayoría de los compuestos interhalógenos 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 interhalógenos siempre es impar, debido a la valencia impar de los halógenos. Todos son propensos a la hidrólisis y se ionizan para dar lugar a iones polihalógenos. Los formados con astato tienen una vida media muy corta debido a que el astato es intensamente radiactivo.
No se conocen definitivamente compuestos interhalógenos 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 los estudios teóricos parecen indicar que algunos compuestos de la serie BrClF
norteson apenas estables. [6]
Algunos interhalógenos, como BrF 3 , IF 5 e 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 ayuda a medir la saturación de grasas y aceites y como catalizador de algunas reacciones . Para formar polihaluros se utilizan varios interhalógenos, incluido el IF 7 . [1]
Existen compuestos similares con varios pseudohalógenos , como las azidas halógenas ( FN 3 , ClN 3 , BrN 3 e IN 3 ) y haluros de cianógeno ( FCN , ClCN , BrCN e ICN ).
Los interhalógenos de forma XY tienen propiedades físicas intermedias entre las de los dos halógenos originales. El enlace covalente entre los dos átomos tiene algún carácter iónico , el halógeno menos electronegativo , X, está oxidado y tiene una carga positiva parcial. Todas las combinaciones de flúor, cloro, bromo y yodo que tienen la fórmula general antes mencionada son conocidas, pero no todas son estables. Algunas combinaciones de astato con otros halógenos ni siquiera se conocen y las que se conocen son muy inestables.
El monofluoruro de bromo se disocia así:
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 inicialmente formado 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 líquido de fluoruro de halógeno, como ya se ha utilizado para la caracterización de los fluoruros de radón. [10] [11]
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 otros halógenos, los átomos de flúor tienen una alta electronegatividad y un tamaño pequeño que puede estabilizarlos.
Normalmente, los enlaces interhalógenos son más reactivos que los enlaces halógenos diatómicos, porque los enlaces interhalógenos son más débiles que los enlaces halógenos diatómicos, excepto en el caso del F 2 . Si los interhalógenos se exponen al agua, se convierten en iones haluro y oxihaluro . Con BrF 5 , esta reacción puede ser explosiva . Si los interhalógenos se exponen al dióxido de silicio u óxidos metálicos , entonces el silicio o el metal se unen respectivamente con uno de los tipos de halógeno, dejando libres los halógenos diatómicos y el oxígeno diatómico. La mayoría de los interhalógenos 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 interhalógenos AX y AX 3 se pueden formar entre dos halógenos cuyas electronegatividades son relativamente cercanas entre sí. Cuando los interhalógenos 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 entre el radio atómico del halógeno más grande y el radio atómico del halógeno más pequeño. Varios interhalógenos, como el IF 7 , reaccionan con todos los metales excepto con los 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]
ClF 3 es el más reactivo de los interhalógenos XY 3 . El ICl 3 es el menos reactivo. BrF 3 tiene la mayor estabilidad térmica de los interhalógenos con cuatro átomos. ICl 3 tiene el más bajo. 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 de halógenos más ligeros son bastante incoloros, pero los interhalógenos que contienen halógenos más pesados tienen un color más intenso 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 del 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]
Se pueden formar interhalógenos más pequeños, como el ClF, 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 del mismo modo con el flúor diatómico, pero a 60 °C. El I 2 reacciona con el flúor diatómico a sólo 35 °C. Tanto ClF como BrF pueden producirse mediante la reacción de un interhalógeno más grande, como ClF 3 o 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 mayor (97 °C) que el BrF 5 (40,5 °C), aunque ambos compuestos son líquidos a temperatura ambiente . El interhalógeno IF 7 se puede formar haciendo reaccionar yoduro de paladio con flúor. [1]
Algunos compuestos ternarios, como IFCl
2y si
2Cl , también son conocidos [sin proporcionar fuente].
Los únicos dos compuestos interhalógenos son IFCl.
2y si
2Cl [sin fuente proporcionada].
Sólo unos pocos compuestos interhalógenos ternarios como IFCl
2y si
2Se han preparado Cl [sin proporcionar fuente].
