Полииодиды

Полийодиды полностью представляют собой класс полигалогенных анионов, состоящих из атомов йода . ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} Наиболее распространенным членом является трииодид- ион, I ⁻
₃ . Другие известные более крупные полииодиды включают [I ₄ ] ²⁻, [я ₅ ] ⁻, [я ₆ ] ²⁻, [я ₇ ] ⁻, [я ₈ ] ²⁻, [я ₉ ] ⁻, [я ₁₀ ] ²⁻, [я ₁₀ ] ⁴⁻, [я ₁₁ ] ³⁻, [я ₁₂ ] ²⁻, [я ₁₃ ] ³⁻, [я ₁₄ ] ^4-, [я ₁₆ ] ²⁻, [я ₂₂ ] ⁴⁻, [я ₂₆ ] ³⁻, [я ₂₆ ] ⁴⁻, [я ₂₈ ] ⁴⁻ и [я ₂₉ ] ³⁻. Все это можно рассматривать как образовавшееся в результате взаимодействия Я ^–, я ₂ , и я ⁻
₃ строительных блока.

Подготовка

Полииодиды можно получить добавлением стехиометрических количеств I ₂ к растворам, содержащим I. ⁻ и я ⁻
₃ , с наличием крупных противокатионов для их стабилизации. Например, KI ₃ ·H ₂ O можно кристаллизовать из насыщенного раствора KI стехиометрического количества I _{2 и охлаждении.} при добавлении ^{[ 3 ]}

Структура

Полииодиды имеют разнообразную структуру. Большинство из них можно рассматривать как ассоциации I ₂ , I ⁻и я ⁻
₃ единицы. Дискретные полииодиды обычно линейны . Более сложные двух- или трехмерные сетевые структуры цепей и клеток образуются при взаимодействии ионов друг с другом, причем их форма довольно сильно зависит от связанных с ними катионов - явление, называемое пространственным образованием клеток . ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} В таблице ниже перечислены полийодидные соли, структурно охарактеризованные, а также их противокатионы. ^{[ 6 ]}

Строение высших полииодидов
Анион	Противокатион	Структурное описание
[я ₂ ] ⁻	Na(C ₃ H ₆ O) ⁺ ₃	линейный ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}
[я ₃ ] ⁻	Cs ⁺, (С ₄ Н ₉ ) ₄ Н ⁺	линейный
[я ₄ ] ²⁻	[Си(NH ₃ ) ₄ ] ²⁺	симметричная линейная решетка атомов йода ^{[ 9 ]}
[я ₅ ] ⁻	[ЭтМе ₃ Н] ⁺	V-образный с полимерными слоями
[я ₅ ] ⁻	[ЭтМеФ _2N ] ⁺	V-образный с изолированным [I ₅ ] ⁻ ионы
[я ₆ ] ²⁻	[NH ₃ (CH ₂ ) ₈ NH ₃ ] ²⁺	почти линейный [ ^{[ 10 ]}]
[я ₇ ] ⁻	[В( 18aneS ₆ )] ⁺	анионная сетка, полученная из примитивной ромбоэдрической решетки иодид-ионов, соединенных мостиками _{I 2} молекул
[я ₈ ] ²⁻	[ фен ) ₍ День ²⁺	правильные анионные формы, можно описать как [ I ⁻ ₃ ·Я ₂ · Я ⁻ ₈ ] или [ я ⁻ ₃ · Я ⁻ ₅]
[я ₉ ] ⁻	[Я ₂^яПр Ф Н] ⁺	14-членное кольцо, связанное двумя мостиками I ₂ , образующее 10-членные кольца.
[я ₉ ] ⁻	[Я ₄ Н] ⁺	не октаэдрическое, а скрученное расположение букв I, напоминающее букву «h». ⁻ ₃ и я ₂ единицы
[я ₁₀ ] ²⁻	[Cd( 12-корона-4 ) ₂ ] ^2+; Теофиллиний	конфигурация витого кольца с двумя I ⁻ ₃ единицы, связанные двумя _{I 2} молекулами ^{[ 11 ]}
[я ₁₁ ] ³⁻	[( 16aneS ₄ ) Pd IPd(16aneS ₄ )] ³⁺	14-членное кольцо (9,66 × 12,64 Å ) вокруг сложного катиона, при этом кольца далее соединяются, образуя бесконечный двумерный лист.
[я ₁₂ ] ²⁻	[Ag ₂ ( 15aneS ₅ ) ₂ ] ²⁺	расширенная трехмерная спиральная сверхструктура, поддерживаемая связями Ag–I и слабыми взаимодействиями I···S
[я ₁₂ ] ²⁻	[С ( Дафоном ) ₃ ] ²⁺	плоская конфигурация
[я ₁₃ ] ³⁻	[Я ₂ Ф ₂ Н] ⁺	состоит из зигзагообразных цепочек I ⁻ и я ₂
[я ₁₄ ] ⁴⁻	4,4'-бипиридиний	двойной крючок ( я ⁻ ₃ ·Я ₂ ·Я ⁻·Я ₂ ·Я ⁻·Я ₂ · Я ⁻ ₃) ^{[ 12 ]}
[я ₁₆ ] ²⁻	[Я ₂ Ф ₂ Н] ⁺	центросимметричное расположение [ I ⁻ ₇ ·Я ₂ · Я ⁻ ₇]
[я ₁₆ ] ²⁻	[ ^яПрМе ₂ ФН] ⁺	анион образует 14-членные кольца, объединенные молекулами I ₂ , которые далее связываются в слои с 10- и 14-членными кольцами.
[я ₂₂ ] ⁴⁻	[МеФ ₃ П] ⁺	два Г-образных [I ₅ ] ⁻ звенья, связанные молекулой I ₂ и дополненные двумя концевыми [I ₅ ] ⁻ группы
[я ₂₆ ] ³⁻	[Я ₃ С] ⁺	состоит из [I ₅ ] ⁻ и [я ₇ ] ⁻ ионы с интеркалированными _{I 2} молекулами
[я ₂₆ ] ⁴⁻	Cp* ₂ Fe ⁺	анионная сеть, полученная из примитивной кубической решетки, построенной из I ⁻ ионов, с I ₂ мостиками на всех краях и систематически удаляя 1 ⁄ 12 I ₂ молекул
[я ₂₉ ] ³⁻	СП ₂ Fe ⁺	анионная трехмерная сеть с клеточной структурой [{( I ⁻ ₅) _{1 ⁄ 2} ·I ₂ }·{( Я ²⁻ ₁₂) _{1 ⁄ 2} ·I ₂ }·I ₂ ], с [Cp ₂ Fe] ⁺ ионы, взаимодействующие с анионом в полостях ^{[ 13 ]}
[I _∞] ^д-	Пирролоперилен ^+•	Бесконечный гомополимер полийодида. ^{[ 14 ]}

Реактивность

Полийодидные соединения обычно чувствительны к свету.

Трииод , я ⁻
₃ , подвергается мономолекулярной фотодиссоциации . ^{[ 15 ]}^{[ 16 ]} Полийодид использовался для улучшения масштабируемости при синтезе галогенид- перовскитных фотоэлектрических материалов . ^{[ 17 ]}

Проводимость

Твердотельные соединения, содержащие ионы полийодида с линейной цепью, обладают повышенной проводимостью. ^{[ 18 ]}^{[ 19 ]} чем их простые йодидные аналоги. Проводимость может быть радикально изменена внешним давлением, которое изменяет межатомные расстояния между йодными фрагментами и распределение заряда. ^{[ 20 ]}

См. также

Ссылки

^ Хаускрофт, Кэтрин Э.; Шарп, Алан Г. (2008). «Глава 17: Группа 17 элементов». Неорганическая химия (3-е изд.). Пирсон. п. 547. ИСБН 978-0-13-175553-6 .
^ Клоо, Ларс (2021), «Катенированные соединения группы 17 — полигалогениды» , Справочный модуль по химии, молекулярным наукам и химической инженерии , Elsevier, стр. 1021–1049, doi : 10.1016/b978-0-12-823144-9.00013- 3 , ISBN 978-0-12-409547-2 , S2CID 242567501 , получено 28 марта 2022 г.
^ Брауэр, Г., изд. (1963). «Калий трийодид». Справочник по препаративной неорганической химии . Том. 1 (2-е изд.). Нью-Йорк: Академическая пресса. п. 294.
^ Свенссон, Пер Х.; Горлов, Михаил; Клоо, Ларс (15 декабря 2008 г.). «Размерная клетка полийодидов» . Неорганическая химия . 47 (24): 11464–11466. дои : 10.1021/ic801820s . ISSN 0020-1669 . ПМИД 19053351 .
^ Гарсия, Марк Д.; Марти-Рухас, Хавьер; Апельсины, Пьеранджело; Парикмахер Чарльз; Пилат, Туллий; Ренати, Джузеппе; Терранео, Джанкарло; Урсини, Маурицио (2011). «Размерное размещение полийодидов: катионно-темплатный синтез с использованием солей бипиридиния» . CrystEngComm . 13 13):4411.doi : ( 10.1039/c0ce00860e . ISSN 1466-8033 .
^ Кинг, Р. Брюс (2005). «Хлор, бром, йод и астат: неорганическая химия». Энциклопедия неорганической химии (2-е изд.). Уайли. п. 747. ИСБН 9780470862100 .
^ Рзепа, Генри (16 мая 2009 г.). «Тайна реакции Финкельштейна» . Химия с изюминкой .
^ Хауи, Р. Алан; Уорделл, Джеймс Л. (15 мая 2003 г.). «Полимерный трис(μ ₂ -ацетон-κ ²O:O) полииодид натрия при 120 К" . Acta Crystallographica Раздел C Crystal Structure Communications . 59 (5): m184–m186. doi : 10.1107/S0108270103006395 . ISSN 0108-2701 . PMID 12743392 .
^ Свенссон, Пер Х.; Клоо, Ларс (2003). «Синтез, структура и связь в полииодидных и йодидных системах металлов – йод». хим. Откр. 103 (5): 1649–84. дои : 10.1021/cr0204101 . ПМИД 12744691 .
^ Рейсс, Гвидо Дж.; Ван Меген, Мартин (2013). «Я ₆²⁻ Анион, состоящий из двух асимметричных трииодидных фрагментов: конкуренция между галогеном и водородной связью» . Неорганика . 1 (1): 3–13. doi : 10.3390/inorganics1010003 .
^ Рейсс, Гвидо Дж. (26 июня 2019 г.). «Циклический I ₁₀²⁻ анион в слоистой кристаллической структуре пентаиодида теофиллина, C ₇ H ₉ I ₅ N ₄ O ₂ " . Журнал Кристаллографии - Новые кристаллические структуры . 234 (4): 737–739. doi : 10.1515/ncrs-2019-0082 . ISSN 2197-4578 .
^ Рейсс, Гвидо Дж.; Меген, Мартин ван (2012). «Два новых полийодида в системе 4,4'-бипиридинийдииодид/йод» . Журнал естественных исследований Б. 67 (1): 5–10. дои : 10.1515/znb-2012-0102 . ISSN 1865-7117 . S2CID 5857644 .
^ Теббе, Карл-Фридрих; Бухем, Рита (16 июня 1997 г.). «Самый богатый йодом полийодид на сегодняшний день: получение и структура Fc ₃ I ₂₉ ». Прикладная химия (на немецком языке). 109 (12): 1403–1405. Бибкод : 1997АнгЧ.109.1403Т . дои : 10.1002/anie.19971091233 .
^ Мадху, Шери; Эванс, Хайден А.; Доан-Нгуен, Вики В.Т.; Лабрам, Джон Г.; Ву, Гуан; Чабиник, Майкл Л.; Сешадри, Рам; Вудл, Фред (4 июля 2016 г.). «Бесконечные полииодидные цепи в комплексе пирролоперилен-йод: понимание комплексов крахмал-йод и перилен-йод». Angewandte Chemie, международное издание . 55 (28): 8032–8035. дои : 10.1002/anie.201601585 . ПМИД 27239781 . S2CID 30407996 .
^ Обручи, Александра А.; Гаскук, Джейсон Р.; Фаульхабер, Энн Элиза; Кауцман, Кэтрин Э.; Ноймарк, Дэниел М. (май 2004 г.). «Двух- и трехчастичная фотодиссоциация газовой фазы I3-» . Журнал химической физики . 120 (17): 7901–7909. дои : 10.1063/1.1691017 . HDL : 2440/34955 . ISSN 0021-9606 . ПМИД 15267705 .
^ Наканиси, Рюдзо; Сайто, Наоя; Оно, Томойо; Коваши, Сатоми; Ябушита, Сатоши; Нагата, Такаши (28 мая 2007 г.). «Фотодиссоциация газовой фазы I3-: комплексное понимание динамики неадиабатической диссоциации» . Журнал химической физики . 126 (20): 204311. дои : 10.1063/1.2736691 . ISSN 0021-9606 . ПМИД 17552766 .
^ Туркевич Иван; Казауи, Саид; Белич, Николай А.; Гришко, Алексей Юрьевич; Фатеев Сергей А.; Петров, Андрей А.; Урано, Тосиюки; Арамаки, Синдзи; Косар, Соня; Кондо, Мичио; Гудилин, Евгений А. (январь 2019 г.). «Стратегические преимущества реактивных расплавов полийодидов для масштабируемых перовскитных фотоэлектрических систем» . Природные нанотехнологии . 14 (1): 57–63. дои : 10.1038/s41565-018-0304-y . ISSN 1748-3395 . ПМИД 30478274 . S2CID 53784226 .
^ Альварес, Сантьяго; Новоа, Хуан; Мота, Фернандо (26 декабря 1986 г.). «Механизм электропроводности по полигалогенидным цепочкам» . Письма по химической физике . 132 (6): 531–534. дои : 10.1016/0009-2614(86)87118-4 .
^ Ю, Хунтао; Ян, Лицзя; Он, Яову; Мэн, Хун; Хуан, Вэй (2017). «Необычное фотопроводящее свойство полийодида и усиление за счет соединения с солью 3-тиофенметиламина» . Химические коммуникации . 53 (2): 432–435. дои : 10.1039/C6CC08595D . ISSN 1359-7345 . ПМИД 27965990 .
^ Поремба, Томаш; Эрнст, Мишель; Циммер, Доминик; Макки, Пьеро; Казати, Никола (13 мая 2019 г.). «Полимеризация под давлением и электропроводность полийодида» . Angewandte Chemie, международное издание . 58 (20): 6625–6629. дои : 10.1002/anie.201901178 . ISSN 1433-7851 . ПМИД 30844119 . S2CID 73514885 .

[InorgChem-1] Хаускрофт, Кэтрин Э.; Шарп, Алан Г. (2008). «Глава 17: Группа 17 элементов». Неорганическая химия (3-е изд.). Пирсон. п. 547. ИСБН 978-0-13-175553-6 .

[2] Клоо, Ларс (2021), «Катенированные соединения группы 17 — полигалогениды» , Справочный модуль по химии, молекулярным наукам и химической инженерии , Elsevier, стр. 1021–1049, doi : 10.1016/b978-0-12-823144-9.00013- 3 , ISBN 978-0-12-409547-2 , S2CID 242567501 , получено 28 марта 2022 г.

[3] Брауэр, Г., изд. (1963). «Калий трийодид». Справочник по препаративной неорганической химии . Том. 1 (2-е изд.). Нью-Йорк: Академическая пресса. п. 294.

[4] Свенссон, Пер Х.; Горлов, Михаил; Клоо, Ларс (15 декабря 2008 г.). «Размерная клетка полийодидов» . Неорганическая химия . 47 (24): 11464–11466. дои : 10.1021/ic801820s . ISSN 0020-1669 . ПМИД 19053351 .

[5] Гарсия, Марк Д.; Марти-Рухас, Хавьер; Апельсины, Пьеранджело; Парикмахер Чарльз; Пилат, Туллий; Ренати, Джузеппе; Терранео, Джанкарло; Урсини, Маурицио (2011). «Размерное размещение полийодидов: катионно-темплатный синтез с использованием солей бипиридиния» . CrystEngComm . 13 13):4411.doi : ( 10.1039/c0ce00860e . ISSN 1466-8033 .

[Encyclo-6] Кинг, Р. Брюс (2005). «Хлор, бром, йод и астат: неорганическая химия». Энциклопедия неорганической химии (2-е изд.). Уайли. п. 747. ИСБН 9780470862100 .

[7] Рзепа, Генри (16 мая 2009 г.). «Тайна реакции Финкельштейна» . Химия с изюминкой .

[8] Хауи, Р. Алан; Уорделл, Джеймс Л. (15 мая 2003 г.). «Полимерный трис(μ ₂ -ацетон-κ ²O:O) полииодид натрия при 120 К" . Acta Crystallographica Раздел C Crystal Structure Communications . 59 (5): m184–m186. doi : 10.1107/S0108270103006395 . ISSN 0108-2701 . PMID 12743392 .

[9] Свенссон, Пер Х.; Клоо, Ларс (2003). «Синтез, структура и связь в полииодидных и йодидных системах металлов – йод». хим. Откр. 103 (5): 1649–84. дои : 10.1021/cr0204101 . ПМИД 12744691 .

[10] Рейсс, Гвидо Дж.; Ван Меген, Мартин (2013). «Я ₆²⁻ Анион, состоящий из двух асимметричных трииодидных фрагментов: конкуренция между галогеном и водородной связью» . Неорганика . 1 (1): 3–13. doi : 10.3390/inorganics1010003 .

[11] Рейсс, Гвидо Дж. (26 июня 2019 г.). «Циклический I ₁₀²⁻ анион в слоистой кристаллической структуре пентаиодида теофиллина, C ₇ H ₉ I ₅ N ₄ O ₂ " . Журнал Кристаллографии - Новые кристаллические структуры . 234 (4): 737–739. doi : 10.1515/ncrs-2019-0082 . ISSN 2197-4578 .

[12] Рейсс, Гвидо Дж.; Меген, Мартин ван (2012). «Два новых полийодида в системе 4,4'-бипиридинийдииодид/йод» . Журнал естественных исследований Б. 67 (1): 5–10. дои : 10.1515/znb-2012-0102 . ISSN 1865-7117 . S2CID 5857644 .

[13] Теббе, Карл-Фридрих; Бухем, Рита (16 июня 1997 г.). «Самый богатый йодом полийодид на сегодняшний день: получение и структура Fc ₃ I ₂₉ ». Прикладная химия (на немецком языке). 109 (12): 1403–1405. Бибкод : 1997АнгЧ.109.1403Т . дои : 10.1002/anie.19971091233 .

[14] Мадху, Шери; Эванс, Хайден А.; Доан-Нгуен, Вики В.Т.; Лабрам, Джон Г.; Ву, Гуан; Чабиник, Майкл Л.; Сешадри, Рам; Вудл, Фред (4 июля 2016 г.). «Бесконечные полииодидные цепи в комплексе пирролоперилен-йод: понимание комплексов крахмал-йод и перилен-йод». Angewandte Chemie, международное издание . 55 (28): 8032–8035. дои : 10.1002/anie.201601585 . ПМИД 27239781 . S2CID 30407996 .

[15] Обручи, Александра А.; Гаскук, Джейсон Р.; Фаульхабер, Энн Элиза; Кауцман, Кэтрин Э.; Ноймарк, Дэниел М. (май 2004 г.). «Двух- и трехчастичная фотодиссоциация газовой фазы I3-» . Журнал химической физики . 120 (17): 7901–7909. дои : 10.1063/1.1691017 . HDL : 2440/34955 . ISSN 0021-9606 . ПМИД 15267705 .

[16] Наканиси, Рюдзо; Сайто, Наоя; Оно, Томойо; Коваши, Сатоми; Ябушита, Сатоши; Нагата, Такаши (28 мая 2007 г.). «Фотодиссоциация газовой фазы I3-: комплексное понимание динамики неадиабатической диссоциации» . Журнал химической физики . 126 (20): 204311. дои : 10.1063/1.2736691 . ISSN 0021-9606 . ПМИД 17552766 .

[17] Туркевич Иван; Казауи, Саид; Белич, Николай А.; Гришко, Алексей Юрьевич; Фатеев Сергей А.; Петров, Андрей А.; Урано, Тосиюки; Арамаки, Синдзи; Косар, Соня; Кондо, Мичио; Гудилин, Евгений А. (январь 2019 г.). «Стратегические преимущества реактивных расплавов полийодидов для масштабируемых перовскитных фотоэлектрических систем» . Природные нанотехнологии . 14 (1): 57–63. дои : 10.1038/s41565-018-0304-y . ISSN 1748-3395 . ПМИД 30478274 . S2CID 53784226 .

[18] Альварес, Сантьяго; Новоа, Хуан; Мота, Фернандо (26 декабря 1986 г.). «Механизм электропроводности по полигалогенидным цепочкам» . Письма по химической физике . 132 (6): 531–534. дои : 10.1016/0009-2614(86)87118-4 .

[19] Ю, Хунтао; Ян, Лицзя; Он, Яову; Мэн, Хун; Хуан, Вэй (2017). «Необычное фотопроводящее свойство полийодида и усиление за счет соединения с солью 3-тиофенметиламина» . Химические коммуникации . 53 (2): 432–435. дои : 10.1039/C6CC08595D . ISSN 1359-7345 . ПМИД 27965990 .

[20] Поремба, Томаш; Эрнст, Мишель; Циммер, Доминик; Макки, Пьеро; Казати, Никола (13 мая 2019 г.). «Полимеризация под давлением и электропроводность полийодида» . Angewandte Chemie, международное издание . 58 (20): 6625–6629. дои : 10.1002/anie.201901178 . ISSN 1433-7851 . ПМИД 30844119 . S2CID 73514885 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]