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| 名前 | |||
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| IUPAC名
三ヨウ化物イオン
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| 識別子 | |||
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3Dモデル（JSmol）
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| チェムBL |
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| ケムスパイダー |
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パブケム CID
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |||
| 私− 3 | |||
| モル質量 | 380.713 41 グラムモル−1 | ||
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
インフォボックス参照
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化学では、三ヨウ化物は通常、三ヨウ化物イオン、Iを指します。−
3この陰イオンはポリハロゲンイオンの1つで、3つのヨウ素原子で構成されています。ヨウ化物塩とヨウ素の水溶液を組み合わせることで形成されます。この陰イオンのいくつかの塩は単離されており、その中には三ヨウ化タリウム(I) (Tl + [I 3 ] − ) と三ヨウ化アンモニウム([NH 4 ] + [I 3 ] − ) があります。三ヨウ化物は溶液中で赤色であることが観察されています。[1]
命名法
名前に「三ヨウ化物」を含む他の化合物には、三ヨウ化物イオンとして互いに結合しているのではなく、独立したヨウ素原子またはヨウ化物イオンとして存在する 3 つのヨウ化物中心が含まれている場合があります。例としては、三ヨウ化窒素(NI 3 ) と三ヨウ化リン(PI 3 ) があり、個々のヨウ素原子が中心原子に共有結合しています。アンモニウムなど、一部の陽イオンは理論的には三ヨウ化物イオンとヨウ化物イオンの両方と化合物を形成する可能性があるため、ヨウ化物アニオンを 3:1 の化学量論比で含む化合物は、三ヨウ化物アニオンが存在する場合にのみ三ヨウ化物と呼ばれます。必要に応じて、金属陽イオンの酸化数を示すことも役立つ場合があります。たとえば、共有結合分子である三ヨウ化ガリウム(Ga 2 I 6 ) は、存在するのが三ヨウ化物ではなくヨウ化物アニオンであることを強調するために、ヨウ化ガリウム (III) と呼ぶ方が適切です。
準備
- 私2 + 私− ⇌私−
3
この反応では、ヨウ化物はルイス塩基、ヨウ素はルイス酸と見なされます。このプロセスは、 S8と硫化ナトリウム（ポリ硫化物を形成する）の反応に似ていますが、高級ポリヨウ化物は分岐構造を持っています。[2]
構造と結合
このイオンは直線的で対称的である。原子価殻電子対反発理論によれば、中心のヨウ素原子は 3 つの赤道孤立電子対を持ち、中心のヨウ素原子に結合する 3 つの孤立電子対により、末端のヨウ素原子は軸方向に直線的に結合している。分子軌道モデルでは、中心のヨウ素の超原子価結合の一般的な説明は、3 中心 4 電子結合を伴う。I−I 結合は、二原子ヨウ素I 2よりも長い。
イオン化合物では、三ヨウ化物の結合長と角度は陽イオンの性質によって異なります。三ヨウ化物陰イオンは容易に分極し、多くの塩では一方のI−I結合が他方よりも短くなります。大きな陽イオン、例えば[N(CH 3 ) 4 ] +などの第四級アンモニウムと組み合わせた場合にのみ、三ヨウ化物はほぼ対称性を保つことができます。[3]
溶液相では、三ヨウ化物の結合長と角度は溶媒の性質によって変化する。プロトン性溶媒は三ヨウ化物アニオンの過剰電荷を局在させる傾向があり、その結果三ヨウ化物アニオンは非対称構造となる。[4] [5]例えば、メタノール中の三ヨウ化物アニオンは非対称の曲がった構造を持ち、電荷はアニオンの長い方の端に局在している。[6]
いくつかのサンプル化合物における三ヨウ化物[I a −I b −I c ] −結合の大きさを以下に示します。
プロパティ
三ヨウ化物イオンは最も単純なポリヨウ化物です。より高次のポリヨウ化物もいくつか存在します。溶液中では、低濃度では黄色、高濃度では茶色です。三ヨウ化物イオンは、ヨウ素溶液がデンプンと反応したときに生じる、よく知られた青黒色の原因です。ヨウ化物はデンプンと反応しません。また、非極性溶媒中のヨウ素溶液もデンプンと反応しません。
ルゴールヨウ素にはヨウ化カリウムと化学量論量の元素ヨウ素が含まれているため、この溶液には相当量の三ヨウ化物イオンが存在します。ヨウ素チンキは、名目上はエタノール中の元素ヨウ素の溶液ですが、ヨウ化物と水の両方が含まれているため、相当量の三ヨウ化物も含まれています。
光化学
三ヨウ化物は光化学のモデル系である。その反応機構は気相、溶液および固体において研究されている。気相では、反応は複数の経路で進行し、その中には二体解離および三体解離によって形成される光生成物としてのヨウ素分子、準安定イオンおよびヨウ素ラジカルが含まれる。 [ 7 ] [8]凝縮相では閉じ込めのため、双極再結合がより一般的である。溶液中では、三ヨウ化物の二体解離のみが観察されている。[9] [10]プロトン性溶媒中では、三ヨウ化物アニオンの短い方の端にあるヨウ素原子が光励起により解離し、二体解離を示す。[6]固体状態では、三ヨウ化物光化学はテトラブチルアンモニウム三ヨウ化物などの第四級アンモニウムカチオンを含む化合物で研究されている。[11]固体光反応機構は光の波長に依存し、数ピコ秒で急速に回復することが示されている[12]か、より長い時間スケールで四ヨウ化物中間体の形成と分解を含む2段階のプロセスを経る。[13]さらに、三ヨウ化物光化学はヨウ素の環境循環に重要な役割を果たしている。[14]重いヨウ素原子の存在と十分に較正された化学経路のため、三ヨウ化物は相対論的量子化学の計算ベンチマークシステムにもなっている。[15]
電気化学
三ヨウ化物とヨウ化物の酸化還元反応は、色素増感太陽電池[16]や充電式電池[17]における重要なステップとして提案されている。
参照
参考文献
- ^ 「酸化剤としてのハロゲン - Chemguide」。
- ^ ウェルズ、AF（1984）。構造無機化学。オックスフォード：クラレンドンプレス。ISBN 0-19-855370-6。
- ^ Atkins; et al. (2010).無機化学（第5版）. Oxford University Press. p. 431. ISBN 978-0-19-923617-6。
- ^ Johnson, Alan E.; Myers, Anne B. (1996 年 1 月 1 日). 「三ヨウ化物イオンのラマンスペクトルにおける溶媒効果: 動的対称性の破れと溶媒の自由度の観察」. The Journal of Physical Chemistry . 100 (19): 7778–7788. doi :10.1021/jp953052x. ISSN 0022-3654.
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外部リンク
- ヨウ素-過硫酸塩反応の速度論的研究 2011-07-16 にWayback Machineでアーカイブ