Монохлорид иода

Монохлори́д ио́да — интергалогенид, бинарное неорганическое соединение иода и хлора с формулой ICl, тёмно-красная жидкость или рубиново-красные (α-форма) или красно-коричневые (β-форма) кристаллы. Реагирует с водой.

Монохлорид иода
Монохлорид иода в круглодонной колбе
Общие
Систематическое наименование	Хлорид иода
Традиционные названия	хлористый иод
Хим. формула	ICl
Рац. формула	ICl
Физические свойства
Состояние	тёмно-красная жидкость, рубиново-красные или красно-коричневые кристаллы
Молярная масса	162,36 г/моль
Плотность	α — 3,18220 β — 3,2434 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	α — 27,18 β — 13,92 °C
• кипения	с разл. 97,4 °C
Энтальпия
• образования	газ. 17.4 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS	7790-99-0
PubChem	24640
Рег. номер EINECS	232-236-7
SMILES	ICl
InChI	InChI=1S/ClI/c1-2 QZRGKCOWNLSUDK-UHFFFAOYSA-N
Номер ООН	1792
ChemSpider	23042
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

ПолучениеПравить

• Действие хлора на иод:

$\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{I}}_{\mathsf{2}}\stackrel{{\mathsf{45}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{I}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {Cl_{2}+I_{2}\ {\xrightarrow {45^{o}C}}\ 2ICl}}$ 

• Разложение гексахлорида дииода:

${\mathsf{I}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{6}}\stackrel{\mathsf{64}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{77}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{I}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {I_{2}Cl_{6}\ {\xrightarrow {64-77^{o}C}}\ 2ICl+2Cl_{2}}}$ 

Физические свойстваПравить

Монохлорид иода — тёмно-красная жидкость или кристаллы: рубиново-красные (α-форма) или красно-коричневые (β-форма).

Имеет две полиморфные формы:

• α-ICl, рубиново-красные кристаллы моноклинной сингонии, пространственная группа P 2₁/c, параметры ячейки a = 1,260 нм, b = 0,438 нм, c = 1,190 нм, β = 119,5°, Z = 8, d = 3,85 г/см³; плавится при 27,2 °C;
• β-ICl, красно-коричневые кристаллы моноклинной сингонии, пространственная группа P 2₁/c, параметры ячейки a = 0,8883 нм, b = 0,8400 нм, c = 0,7568 нм, β = 91,35°, Z = 8, d = 3,66 г/см³; плавится при 13,9 °C.

Растворяется в этаноле, сероуглероде и диэтиловом эфире, в трихлориде мышьяка, диоксиде серы, оксихлориде серы, безводной уксусной кислоте.

В газовой фазе энтальпия образования 17,4 кДж/моль, теплоёмкость при постоянном давлении 35,5 Дж/(моль·К), энтропия 239,9 Дж/(моль·К).

Кипит (с разложением) при 97,4 °C.

Химические свойстваПравить

Свойства монохлорида иода определяются непрочностью и сильной поляризованностью связи ${\mathsf{I}}^{\mathsf{+}}\mathsf{-<!--\; -\; -->}\mathsf{C}{\mathsf{l}}^{\mathsf{-<!--\; -\; -->}}$${\mathsf {I^{+}-Cl^{-}}}$ .

Так, монохлорид иода обратимо разлагается при нагревании выше температуры кипения:

$\mathsf{2}\mathsf{I}\mathsf{C}\mathsf{l}\rightleftarrows <!--\; \rightleftarrows \; -->{\mathsf{I}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {2ICl\ \rightleftarrows I_{2}+Cl_{2}}}$ 

Поляризация связи приводит к тому, что во многих случаях монохлорид иода выступает в роли источника катиона иода. Так, он реагирует с холодной водой с образованием иодноватистой кислоты:

$\mathsf{I}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{}{\to }\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{I}\mathsf{O}$${\mathsf {ICl+H_{2}O\ {\xrightarrow {}}\ HCl+HIO}}$ 

При взаимодействии с горячей водой образовавшаяся иодноватистая кислота in situ диспропорционирует на иод и иодноватую кислоту:

$\mathsf{5}\mathsf{I}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{{\mathsf{90}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{5}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{I}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{I}}_{\mathsf{2}}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->$${\mathsf {5ICl+3H_{2}O\ {\xrightarrow {90^{o}C}}\ 5HCl+HIO_{3}+2I_{2}\downarrow }}$ ,

аналогично протекает реакция при взаимодействии с щелочами:

$\mathsf{3}\mathsf{I}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\stackrel{}{\to }\mathsf{3}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{I}\mathsf{+}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{I}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {3ICl+6NaOH\ {\xrightarrow {}}\ 3NaCl+2NaI+NaIO_{3}+3H_{2}O}}$ 

Хлорид иода может выступать как акцептором, так и донором хлорид-аниона. Так, в присутствии хлорид-анионов он образует комплексы — например, с концентрированной соляной кислотой и хлоридами тяжёлых щелочных металлов :

$\mathsf{I}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\rightleftarrows <!--\; \rightleftarrows \; -->\mathsf{H}\mathsf{[}\mathsf{I}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{]}$${\mathsf {ICl+HCl\ \rightleftarrows \ H[ICl_{2}]}}$ 

$\mathsf{I}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{C}\mathsf{s}\mathsf{C}\mathsf{l}\rightleftarrows <!--\; \rightleftarrows \; -->\mathsf{C}\mathsf{s}\mathsf{[}\mathsf{I}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{]}$${\mathsf {ICl+CsCl\ \rightleftarrows \ Cs[ICl_{2}]}}$ 

При взаимодействии с кислотами Льюиса (AlCl₃, SbCl₅ и т. п.) монохлорид иода отщепляет хлорид-анион, образуя соли катиона I₂Сl⁺:

$\mathsf{2}\mathsf{I}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{A}\mathsf{l}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\rightleftarrows <!--\; \rightleftarrows \; -->\mathsf{[}{\mathsf{I}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}\mathsf{l}{\mathsf{]}}^{\mathsf{+}}\mathsf{[}\mathsf{A}\mathsf{l}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{]}}^{\mathsf{-<!--\; -\; -->}}$${\mathsf {2ICl+AlCl_{3}\ \rightleftarrows \ [I_{2}Cl]^{+}[AlCl_{4}]^{-}}}$ 

Горячая серная кислота окисляет хлорид иода до иодноватой кислоты:

$\mathsf{I}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\stackrel{{\mathsf{90}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{I}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {ICl+2H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {90^{o}C}}\ HCl+HIO_{3}+2SO_{2}\uparrow +H_{2}O}}$ 

Применение в органическом синтезеПравить

Монохлорид иода применяется в органическом синтезе при прямом иодировании ароматических соединений: благодаря поляризации связи атом иода в ICl более электрофилен, чем в I₂, и хлорид иода является более энергичным иодирующим агентом, чем элементарный иод.

Монохлорид иода также способен присоединяться к двойным связям алкенов с образованием 1,2-хлориодалканов.

ЛитератураПравить

• Фиалков Я. А. Межгалоидные соединения. К.: Изд-во АН УССР, 1958.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.