Trijodnitrid

Trijodnitrid
Allmän
Systematiskt namn	kvävejodid
Chem. formel
Råtta. formel
Fysikaliska egenskaper
stat	kristaller
Molar massa	394,77 g/ mol
Termiska egenskaper
Temperatur
•  kokande	sublimeras vid -20 °C
• nedbrytning	från 0 till 25 °C
Klassificering
Reg. CAS-nummer	13444-85-4
PubChem	61603
LEDER	N(I)(I)I
InChI	InChI=1S/I3N/cl-4(2)3FZIONDGWZAKCEX-UHFFFAOYSA-N
ChemSpider	55511
Säkerhet
ECB ikoner
NFPA 704	0 0 fyra
Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges.
Mediafiler på Wikimedia Commons

Trijodnitrid (ibland kvävejodid , felaktigt: jodazid ) är en extremt explosiv oorganisk förening av kväve och jod med formeln . Det erhålls vanligtvis i form av svartbruna kristaller - en addukt med ammoniak (ammoniak), men erhölls också individuellt genom reaktion av BN med IF vid låga temperaturer [1] .

Svarta kristaller är mycket känsliga för mekanisk påverkan. När den är torr exploderar den vid kontakt, vilket ger ett rosa-lila moln av jodånga . Detonationshastighet 6,712 km/s. Detta är det enda kända ämnet som exploderar under påverkan av alfapartiklar och andra produkter av kärnkraftsförfall [2] .

Den erhölls först av Courtois 1812 [3] -1813 [4] . (enligt en annan version gjordes detta av Ganch 1900 [5] ).

Egenskaper

Jodnitridaddukt sönderdelas vid interaktion med dietylzink

Tack vare denna reaktion etablerades strukturen hos addukten av kvävejodid med ammoniak [3]

När den är våt, i närvaro av ett överskott av ammoniak i lösningen, är den relativt stabil. På grund av dess extrema instabilitet används den som ett medel för effektiv kemisk fokusering. Ämnets instabilitet orsakas av den stora bindningslängden och de stora relativa storlekarna av tre jodatomer per kväveatom, och följaktligen den låga aktiveringsenergin för nedbrytningsreaktionen. Det är det enda kända sprängämnet som kan detonera från alfastrålning och fissionsfragment av tunga kärnor [6] .

Olösligt i etanol . Nedbryts av varmt vatten, oxiderande syror, alkalier.

Nedbrytningsreaktionen av ett rent ämne:

Ammoniak, som finns i addukten, är ett reduktionsmedel för det resulterande jodet:

Trijodinitrid genomgår hydrolys för att bilda kväveoxid (III) och jodvätesyra :

Kvävejodid är ett oxidationsmedel, så bildat in situ genom att tillsätta en lösning av jod till en lösning av ett reduktionsmedel i vattenhaltig ammoniak, det oxiderar hydrokinon till kinhydron och bensaldehyd till bensoesyra [7] .

Syntes

Trijodnitrid ammoniater

Reaktionen av jod med vattenhaltig ammoniak ger ett explosivt brunt fast ämne. [1] Vid blandning bildas en svart eller brun fällning, som är produkten av tillsatsen av ammoniak till trijodinitrid:

När den reagerar med vattenfri ammoniak vid låga temperaturer har den resulterande produkten en sammansättning när den värms upp, den börjar förlora en del av ammoniaken. Denna addukt beskrevs först av Courtois 1812, och dess formel bestämdes slutligen av Oswald Silberrad 1905 [3] .

I fast tillstånd består dess struktur av kedjor [8] .

Ren trijodinitrid

För första gången syntetiserades trijodinitrid fri från bunden ammoniak 1930 genom växelverkan av kaliumdibromojodid med flytande ammoniak, produkten som erhölls i denna reaktion hade ett molförhållande av jod och kväve var 1:3,04:

Det resulterande resultatet sublimerades i vakuum vid rumstemperatur och kondenserades i en fälla kyld med flytande luft.

Det bildas också i lågt utbyte genom reaktionen av bornitrid med jodmonofluorid i triklorfluormetan vid -30 °C [9] :

Applikation

Förmodligen den enda praktiska tillämpningen av trijodnitrid är jodering av fenoler (och andra elektronrika aromatiska föreningar ), som erhålls in situ genom att tillsätta en jodlösning till en ammoniaklösning av fenol. Således, under sådana förhållanden, joderas tymol i o -positionen till hydroxylen med bildning av jodtymol, och pyrrol joderas kvantitativt till tetrajodopyrrol [10] .

Samtidigt, på grund av lättheten att erhålla och effektiviteten av dess explosiva sönderdelning, är explosionen av mikrokvantiteter kvävejodid ammoniak ett av demonstrationsexperimenten under oorganisk kemi [11] .

Förordning

Transport förbjuden enligt CFR 49 § 172.101 [12] .

Litteratur

• Jander J. II. Kvävetrijodid // Framsteg inom oorganisk kemi och radiokemi. - New York [etc.]: Academic Press, 1977. - s. 2-41. — 335 sid. - ISBN 978-0-08-057868-2 .
• Marinho GS, de Farias RF Strukturen, termodynamisk instabilitet och energi hos NI 3 , dess specifika impuls och en strategi för dess stabilisering: [ eng. ] // Journal of Molecular Structure. - 2021. - Vol. 1232, art. 130075. - P. [1-4]. — ISSN 0022-2860 . - doi : 10.1016/j.molstruc.2021.130075 .
• Wiberg E., Holleman AF, Wiberg N. 1.3.1 Nitrogen Chlorides, Bromides and Jodides // Inorganic Chemistry. - San Diego [etc.]: Academic Press, 2001. - S. 641. - 1958 sid. — ISBN 978-0-12-352651-9 .
• Glinka N. L. 17.1.2 Ammoniak. Ammoniumsalter // Allmän kemi. - 28:e upplagan. - M. : Integral-press, 2000. - S. 430. - 728 sid. - ISBN 5-89602-011-2 .

Anteckningar

1. ↑ 1 2 Tatsuo Kaiho. 5.8 Kvävetrijodid // Jodkemi och tillämpningar . — John Wiley & Sons, 2014-10-09. - S. 59. - 658 sid. - ISBN 978-1-118-87865-1 . Arkiverad 1 februari 2022 på Wayback Machine
2. ↑ Bowden FP Initiering av explosion av neutroner, α-partiklar och fissionsprodukter  // Proceedings of the Royal Society of London A  : journal  . - 1958. - Vol. 246 , nr. 1245 . - S. 216-219 . - doi : 10.1098/rspa.1958.0123 .
3. ↑ 1 2 3 Oswald Silberrad (1905). "IX. — Konstitutionen av kvävetrijodid” . Journal of the Chemical Society, Transaktioner . Chemical Society . 87 :55-66. DOI : 10.1039/CT9058700055 . ISSN  0368-1645 . Arkiverad från originalet 2022-02-02 . Hämtad 2022-02-02 . Utfasad parameter används |deadlink=( hjälp )
4. ↑ Tatsuo Kaiho. 5.8 Kvävetrijodid // Jodkemi och tillämpningar. — John Wiley & Sons, 2014-10-09. - S. 59. - 658 sid. - ISBN 978-1-118-87865-1 .
5. ↑ Fedoroff. Jod Azide // Encyclopedia of Explosives and Related Items  (engelska) . - 1960. - Vol. 1. - P. A543.
6. ↑ Bowden F. P. (1958). "Initiering av explosion av neutroner, α-partiklar och fissionsprodukter." Proceedings of the Royal Society of London A. 246 (1245): 216-219. Bibcode : 1958RSPSA.246..216B . DOI : 10.1098/rspa.1958.0123 . S2CID  137728239 .
7. ↑ Rodionov V. M. Reaktioner och metoder för att studera organiska föreningar. Bok 6. M.: GNTIHL, 1957 (s. 41)
8. ↑ Hart, H.; Bärnighausen, H.; Jander, J. (1968). "Die Kristallstruktur von Stickstofftrijodid-1-Ammoniak NJ 3 NH 3 ". Z. Anorg. Allg. Chem. 357 (4-6): 225-237. DOI : 10.1002/zaac.19683570410 .
9. ↑ Tornieporth-Oetting, I.; Klapötke, T. (1990). Kvävetrijodid. Angewandte Chemie International Edition . 29 (6): 677-679. doi : 10.1002/anie.199006771 .
10. ↑ Guben I. Volym III, nummer 1. M .: State Chemical and Technical Publishing House, 1934, s. 440.
11. ↑ Ivanova M.A., Kononova M.A. Experiment 239. Att få kvävejodid // Kemiskt demonstrationsexperiment: En guide för universitetsassistenter och laboratorieassistenter / red. S. A. Schukareva. - M .  : Högre skola, 1969. - S. 154. - 247 sid.
12. ↑ § 172.101 Tabell för syfte och användning av farliga material. . Hämtad 3 februari 2022. Arkiverad från originalet 31 januari 2022. (obestämd)