Галогениды таллия
включают Галогениды таллия моногалогениды , где таллий имеет степень окисления +1, тригалогениды, в которых таллий обычно имеет степень окисления +3, и некоторые промежуточные галогениды, содержащие таллий со смешанными степенями окисления +1 и +3. Эти соли находят применение в специализированных оптических устройствах, таких как фокусирующие элементы в исследовательских спектрофотометрах . По сравнению с более распространенной оптикой на основе селенида цинка , такие материалы, как бромиодид таллия, обеспечивают передачу на более длинных волнах. В инфракрасном диапазоне это позволяет проводить измерения на расстоянии до 350 см. −1 (28 мкм), тогда как селенид цинка непрозрачен до 21,5 мкм, а оптику ZnSe обычно можно использовать только до 650 см. −1 (15 мкм).
Моногалогениды
[ редактировать ]
Все моногалогениды, также известные как галогениды таллома, содержат таллий со степенью окисления +1. Можно провести параллели между галогенидами таллия (I) и их соответствующими серебра солями ; например, хлорид и бромид таллия (I) светочувствительны, а фторид таллия (I) более растворим в воде, чем хлорид и бромид.
- Фторид таллия(I)
- TlF представляет собой белое кристаллическое твердое вещество с температурой плавления 322 °C. В отличие от других галогенидов Tl(I) он легко растворим в воде. Нормальная форма при комнатной температуре имеет структуру, аналогичную α-PbO, которая имеет искаженную структуру каменной соли, по существу, с пятикоординатным таллием, шестой ион фторида находится в 370 часах вечера. При 62 °C он превращается в тетрагональную структуру. Эта структура не меняется до давления 40 ГПа. [1]
- Структура при комнатной температуре была объяснена с точки зрения взаимодействия между Tl 6s и состояниями F 2p, приводящими к сильно разрыхляющим состояниям Tl-F. Структура искажается, чтобы минимизировать эти неблагоприятные ковалентные взаимодействия. [2]
- Хлорид таллия(I)
- TlCl представляет собой светочувствительное белое кристаллическое вещество с температурой плавления 430 °C. Кристаллическая структура такая же, как у CsCl .
- Бромид таллия(I)
- TlBr представляет собой светочувствительное бледно-желтое кристаллическое вещество с температурой плавления 460 °C. Кристаллическая структура такая же, как у CsCl .
- Йодид таллия(I)
- При комнатной температуре TlI представляет собой желтое кристаллическое вещество с температурой плавления 442 °С. Кристаллическая структура представляет собой искаженную структуру каменной соли, известную как структура β-TlI. При более высоких температурах цвет меняется на красный и имеет структуру, аналогичную CsCl . [3]
Смешанные галогениды таллия(I)
[ редактировать ]
Бромойодид таллия / йодид бромида таллия ( TlBr x I 1−x ) и бромохлорид таллия / хлорид таллия бромид ( TlBr x Cl 1-x ) — смешанные соли таллия(I), которые используются в спектроскопии в качестве оптического материала для пропускания, преломления и фокусировки инфракрасного излучения . Материалы были впервые выращены Р. Купсом в лаборатории Александра Смакулы на заводе Carl Zeiss Optical Works в Йене в 1941 году. [4] [5] Красный бромиодид имел код KRS-5. [6] и бесцветный бромхлорид КРС-6. [7] и вот как они широко известны. Префикс KRS представляет собой аббревиатуру от «Kristalle aus dem Schmelz-fluss» (кристаллы из расплава). Составы КРС-5 и КРС-6 приближаются к ТлБр 0,4 и 0,6 и TlBr 0,3 Cl 0,7 . KRS-5 является наиболее часто используемым, его свойства относительно нерастворимости в воде и негигроскопичности делают его альтернативой KBr , CsI и AgCl . [8]
Тригалогениды
[ редактировать ]Тригалогениды таллия, также известные как галогениды таллия, менее стабильны, чем их соответствующие аналоги из алюминия, галлия и индия, и химически совершенно различны. Трииодид не содержит таллия со степенью окисления +3, но представляет собой соединение таллия (I) и содержит линейную Я − 3 ион.
- Фторид таллия(III)
- TlF 3 представляет собой белое кристаллическое вещество, т. пл. 550°С. Кристаллическая структура такая же, как YF 3 и β- БиФ 3 . В этом случае атом таллия имеет 9 координат (треугольную тригональную призму). Его можно синтезировать путем фторирования оксида Tl 2 O 3 с помощью F 2 , BrF 3 или SF 4 при 300 °C.
- Хлорид таллия(III)
- TlCl 3 имеет искаженную структуру хлорида Cr(III) типа AlCl 3 и InCl 3 . Твердый TlCl 3 нестабилен и разлагается при 40 °C, теряя хлор с образованием ТлКл . Его можно получить в CH 3 CN обработкой раствора TlCl с Cl 2 . Газ
- Бромид таллия(III)
- Это нестабильное соединение разлагается при температуре менее 40°C до TlBr и Br2 . Его можно получить в CH 3 CN обработкой раствора TlBr газообразным Br 2 . В воде тетрагидратный комплекс можно получить, добавляя бром к перемешанной суспензии TlBr. [9]
- Трийодид таллия(I)
- TlI 3 представляет собой черное кристаллическое твердое вещество, полученное из TlI и I 2 в водном HI. Он не содержит таллия(III), но имеет ту же структуру, что и CsI 3, содержащий линейный Я − 3 ион.
Галогениды смешанной валентности
[ редактировать ]Как группа они характеризуются недостаточно хорошо. Они содержат как Tl(I), так и Tl(III), где атом таллия(III) присутствует в виде комплексных анионов, например TlCl - 4 .
- TlCl 2
- Это формулируется как Тл я Тл III Кл 4 .
- Tl2ClTl2Cl3
- Это желтое соединение создано Тл я 3 Тл. III Кл 6 . [10]
- Tl2BrТл2Бр3
- Это соединение похоже на Tl 2 Cl 3 и формулируется Тл я 3 Тл. III Бр 6 [11]
- Бр 2
- Это бледно-коричневое твердое вещество изготовлено Тл я Тл III Бр 4
- Tl3IТл3И4
- Сообщалось, что это соединение является промежуточным продуктом в синтезе TlI 3 от TlI и Я 2 . Структура не известна.
Галогенные комплексы
[ редактировать ]- Комплексы таллия(I)
- Таллий(I) может образовывать комплексы типа (ТЛХ 3 ) 2− и (ТЛХ 4 ) 3− как в растворе, так и при включении галогенидов таллия (I) в галогениды щелочных металлов. Эти легированные галогениды щелочных металлов имеют новые полосы поглощения и излучения n и используются в качестве люминофоров в сцинтилляционных детекторах излучения .
- Комплексы фторида таллия(III)
- Соли НаТлФ 4 и Na 3 TlF 6 не содержит дискретных тетраэдрических и октаэдрических анионов. Структура NaTlF 4 аналогичен флюориту (CaF 2 ) с Уже я и Тл III атомы, занимающие координату 8 Что II сайты. Na 3 TlF 6 имеет ту же структуру, что и криолит , Na 3 AlF 6 . При этом атомы таллия координированы октаэдрически . Оба соединения обычно считаются смешанными солями Уже + и Тл 3+ .
- Хлоридные комплексы таллия(III)
- Соли тетраэдрические TlCl − 4 и октаэдрический TlCl 3− 6 с различными катионами. Известны
- Соли, содержащие TlCl 2− 5 Известны с квадратно-пирамидальной структурой. Некоторые соли, которые номинально содержат TlCl 2− 5 фактически содержит димерный анион Tl 2 Cl 4− 10 , длинноцепочечные анионы, где Тл III имеет 6 координат, а октаэдрические единицы связаны мостиковыми атомами хлора или смешанными солями Тл III Cl 4 и Тл III Кл 6 . [12]
- Ион Tl 2 Cl 3− 9 , где атомы таллия октаэдрически координированы с тремя мостиковыми атомами хлора, В соли цезия идентифицирован Cs 3 Tl 2 Cl 9 .
- Комплексы бромида таллия(III)
- Соли Тл III Бр − 4 и Тл III Br 3−6 . известны с различными катионами
- The Анион TlBr 2- 5 охарактеризован в ряде солей и имеет тригонально-бипирамидальную форму . Некоторые другие соли, номинально содержащие TlBr 2− 5 представляют собой смешанные соли, содержащие ТлБр − 4 и Бр − . [13]
- Комплексы йодида таллия(III)
- Соли Тл III I − 4 известны. Тл III анион стабилен, хотя трииодид представляет собой соединение таллия (I).
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Хауссерманн, Ульрих; Берастеги, Педро; Карлсон, Стефан; Хейнс, Жюльен; Леже, Жан-Мишель (17 декабря 2001 г.). «TlF и PbO под высоким давлением: неожиданное сохранение стереохимически активной электронной пары». Angewandte Chemie (на немецком языке). 113 (24). Уайли: 4760–4765. Бибкод : 2001AngCh.113.4760H . doi : 10.1002/1521-3757(20011217)113:24<4760::aid-ange4760>3.0.co;2-6 . ISSN 0044-8249 .
- ^ Мудринг, Аня Верена (2007). «Галогениды таллия - новые аспекты стереохимической активности неподеленных электронных пар более тяжелых элементов основной группы». Европейский журнал неорганической химии . 2007 (6). Уайли: 882–890. дои : 10.1002/ejic.200600975 . ISSN 1434-1948 .
- ^ Мир, Васим Дж.; Варанкар, Авинаш; Ачарья, Ашутош; Дас, Шьямашис; Мандал, Панкадж; Наг, Ангшуман (2017). «Коллоидные нанокристаллы галогенида таллия с разумной люминесценцией, подвижностью носителей и диффузионной длиной» . Химическая наука . 8 (6): 4602–4611. дои : 10.1039/C7SC01219E . ПМЦ 5618336 . ПМИД 28970882 .
- ^ Купс, Р. (1948). «Оптические структурные объекты из бинарных смешанных кристаллов». Оптик (3): 298–304.
- ^ Смакула, А. ; Калнайс, Дж.; Силс, В. (март 1953 г.). «Неоднородность смешанных кристаллов галогенида таллия и ее устранение» . Лаборатории исследований изоляции Технический отчет 67 . Массачусетский технологический институт . Проверено 17 октября 2012 г.
- ^ Данные Crystran для KRS5 https://www.crystran.co.uk/optical-materials/krs5-thallium-bromo-iodide-tlbr-tli
- ^ Данные Crystran для KRS6 https://www.crystran.co.uk/optical-materials/krs6-thallium-bromo-хлорид-tlbr-tlcl
- ^ Фрэнк Твайман (1988) Изготовление призм и линз: учебник для мастеров оптического стекла CRC Press ISBN 0-85274-150-2 , стр. 170
- ^ Глейзер, Джулиус; Горная стена, Хельмер; Чикшус, Арне; Андресен, Арне Ф.; Соколов В.Б.; Спиридонов, вице-президент; Стрэнд, Т.Г. (1979). «Кристаллическая и молекулярная структура тетрагидрата бромида таллия (III) и тетрагидрата хлорида таллия (III), новое определение» . Скандинавская химическая компания Acta . 33А Датское химическое общество: 789–794. doi : 10.3891/acta.chem.scand.33a-0789 . ISSN 0904-213X .
- ^ Бёме, Рейнхильд; Рат, Йорг; Грюнвальд, Бернд; Тиле, Герхард (1 ноября 1980 г.). «О двух модификациях «Tl2Cl3»-смешанной валентности таллия(I)-гексагалогенталлатов(III) Tl3 [TlCl6] / О двух модификациях «Tl2Cl3»-смешанной валентности таллия(I)-гексагалогенталлатов(III)» . Журнал естественных исследований Б. 35 (11). Вальтер де Грюйтер ГмбХ: 1366–1372 гг. дои : 10.1515/znb-1980-1108 . ISSN 1865-7117 .
- ^ Акерманн, Рупрехт; Хиршле, Кристиан; Роттер, Хайнц В.; Тиле, Герхард (2002). «Бромиды таллия (I, III) смешанной валентности. Кристаллическая структура α-Tl2Br3». Журнал неорганической и общей химии (на немецком языке). 628 (12). Уайли: 2675–2682. doi : 10.1002/1521-3749(200212)628:12<2675::aid-zaac2675>3.0.co;2-4 . ISSN 0044-2313 .
- ^ Джеймс, Маргарет Энн; Клайберн, Джейсон AC; Линден, Энтони; Джеймс, Брюс Д.; Лизеганг, Джон; Зузич, Вильма (1 августа 1996 г.). «Структурное разнообразие в химии таллия: структуры четырех солей хлорталлата (III), включая новое соединение, содержащее три геометрически различных аниона» . Канадский химический журнал . 74 (8). Канадское научное издательство: 1490–1502 гг. дои : 10.1139/v96-166 . ISSN 0008-4042 .
- ^ Линден, Энтони; Ньюджент, Керри В.; Петридис, Александр; Джеймс, Брюс Д. (1999). «Структурное разнообразие в химии таллия». Неорганика Химика Акта . 285 (1). Эльзевир Б.В.: 122–128. дои : 10.1016/s0020-1693(98)00339-9 . ISSN 0020-1693 .
Дополнительная информация
[ редактировать ]- Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8 .
- Коттон, Ф. Альберт ; Уилкинсон, Джеффри ; Мурильо, Карлос А.; Бохманн, Манфред (1999), Передовая неорганическая химия (6-е изд.), Нью-Йорк: Wiley-Interscience, ISBN 0-471-19957-5