Jump to content

Соединения иридия

Стадии окисления [ а ]
−3 [Ир(СО)
3
] 3−
−1 [Ir(CO) 3 (PPh 3 )] 1−
0 Ир 4 (СО) 12
+1 [IrCl(CO)(PPh 3 ) 2 ]
+2 Ир(С 5 Н 5 ) 2
+3 IrCl 3
+4 ИрО 2
+5 ИК 4 Ф 20
+6 ИРФ
6
+7 [Ир(О 2 2 ] +
+8 ИрО 4
+9 [ИрО 4 ] + [ 1 ]

Соединения иридия — это соединения, содержащие элемент иридий (Ir). Иридий образует соединения со степенями окисления от -3 до +9, но наиболее распространенными степенями окисления являются +1, +2, +3 и +4. [ 2 ] Хорошо изученные соединения, содержащие иридий в степени окисления +6, включают IrF 6 и оксиды Sr 2 MgIrO 6 и Ср 2 Каир 6 . [ 2 ] [ 3 ] оксид иридия(VIII) ( IrO 4 ) генерировался в условиях матричной изоляции при 6 К в аргоне . [ 4 ] Самая высокая степень окисления (+9), которая также является самой высокой из зарегистрированных для любого элемента, находится в газообразных веществах. [ИрО 4 ] + . [ 1 ]

только один бинарный оксид Хорошо охарактеризован : диоксид иридия , IrO.
2
. Это твердое вещество сине-черного цвета. Соединение имеет TiO 2 рутиловую структуру , состоящую из шестикоординатного иридия и трехкоординатного кислорода. [ 5 ] Он принимает структуру флюорита . [ 2 ] К полуторному оксиду , иди
2

3
, был описан как сине-черный порошок, окисляющийся до IrO.
2
от ХНО
3
. [ 6 ] Известны соответствующие дисульфиды, диселениды, сесквисульфиды и сесквиселениды, а также IrS.
3
. [ 2 ]

другой оксид, четырехокись иридия , в котором иридий находится в степени окисления +8. Известен также [ 7 ] Это соединение образовалось в результате фотохимической перегруппировки [( η 1 -O 2 )IrO 2 ] в твердом аргоне при температуре 6 К (-267,15 °С; -448,87 °F). При более высоких температурах оксид нестабилен. [ 8 ] Обнаружение катиона четырехокиси иридия IrO. +
4
с помощью инфракрасной фотодиссоциационной спектроскопии сообщалось о формальной степени окисления +9, самой высокой из известных в настоящее время среди всех элементов, хотя степень окисления +10 теоретически предполагалась для платины , но не подтверждена. [ 9 ] [ 10 ]

Галогениды

[ редактировать ]

Бинарные тригалогениды, IrX
3
известны для всех галогенов. [ 2 ] Для степеней окисления +4 и выше только тетрафторид , пентафторид и гексафторид . известны [ 2 ] Гексафторид иридия, IrF
6
представляет собой летучее желтое твердое вещество, состоящее из октаэдрических молекул. Разлагается в воде и восстанавливается до IrF.
4
,. [ 2 ] Пентафторид иридия также является сильным окислителем, но это тетрамер . Ir
4
Ф
20
, образованный четырьмя октаэдрами, имеющими общие вершины. [ 2 ]

Комплексы

[ редактировать ]
Гидратированный трихлорид иридия , обычная соль иридия.

Координационные комплексы иридия обширны.

Иридий в своих комплексах всегда низкоспиновый . Ir(III) и Ir(IV) обычно образуют октаэдрические комплексы . [ 2 ] Полигидридные комплексы известны со степенями окисления +5 и +3. [ 11 ] Одним из примеров является ИРГ 5 я Пр 3 ) 2 . [ 12 ] Тройной гидрид Mg
6
Иди
2

11
Считается, что содержит как IrH 4−
5
и 18-электронный IrH 5−
4
анион. [ 13 ]

Иридий также оксианионы со степенями окисления +4 и +5. К
2
ИрО
3
и КирО
3
можно получить реакцией оксида или супероксида калия с иридием при высоких температурах. Такие твердые вещества не растворяются в обычных растворителях. [ 14 ]

Что касается многих элементов, то ключевыми комплексами являются хлориды. Гексахлориридовая(IV) кислота, H
2
ИККл
6
, и его аммониевая соль являются наиболее распространенными соединениями иридия с промышленной и препаративной точки зрения. [ 15 ] Они являются промежуточными продуктами очистки иридия и используются в качестве предшественников большинства других соединений иридия, а также при приготовлении анодных покрытий. ИРКл 2−
Ион 6
имеет интенсивный темно-коричневый цвет и легко восстанавливается до более светлого IrCl. 3−
6
и наоборот. [ 15 ] Трихлорид иридия , IrCl
3
, который можно получить в безводной форме прямым окислением порошка иридия хлором при 650°С, [ 15 ] или в гидратированной форме путем растворения Ir
2

3
в соляной кислоте , часто используется в качестве исходного материала для синтеза других соединений Ir(III). [ 2 ] Другое соединение, используемое в качестве исходного материала, - гексахлориридат(III) аммония (NH
4
)
3
3IrCl
6
.

В присутствии воздуха металлический иридий растворяется в расплавленных цианидах щелочных металлов с образованием Ir (CN). 3−
6
(гексацианоиридат)-ион.

оксианионы

[ редактировать ]
α-Li 2 IrO 3 (шкала 0,3 мм) [ 16 ] (слева) β-Li 2 IrO 3 (шкала 0,2 мм) [ 16 ] (верно)

Иридий образует оксианионы в степени окисления +4. Он образует такие соединения, как иридат лития (Li 2 IrO 3 ), который образует черные кристаллы с тремя немного разными слоистыми атомными структурами: α, β и иногда γ. Иридат лития обладает металлоподобной, не зависящей от температуры электропроводностью . [ 17 ] и меняет свое магнитное упорядочение с парамагнитного на антиферромагнитное при охлаждении до 15 К. [ 16 ] Иридат лития является потенциальным электродным материалом для литий-ионной батареи . [ 17 ] Этому применению препятствует высокая стоимость Ir по сравнению с более дешевой альтернативой Li 2 MnO 3 . [ 18 ]

Иридийорганическая химия

[ редактировать ]
Димер циклооктадиен-иридийхлорида представляет собой обычный комплекс Ir(I).

Иридийорганические соединения содержат иридий– углерод связи . Ранние исследования выявили очень стабильный додекакарбонил тетраиридия . Ir
4
(КО)
12
. [ 2 ] В этом соединении каждый из атомов иридия связан с тремя другими, образуя тетраэдрический кластер. Открытие комплекса Васьки ( IrCl(CO)[P(C
6

5
)
3
]
2
) открыл двери для реакций окислительного присоединения — процесса, фундаментального для полезных реакций. Например, катализатор Крэбтри гомогенный катализатор реакций гидрирования . [ 19 ] [ 20 ] Иридий обычно поставляется в промышленных масштабах в степенях окисления Ir(III) и Ir(IV). Важными исходными реагентами являются гидрат трихлорида иридия и гексахлориридат аммония . Эти соли восстанавливаются при обработке CO, водородом и алкенами. Показательным является карбонилирование трихлорида:

IrCl 3 (H 2 O) x + 3 CO → [Ir(CO) 2 Cl 2 ] + СО 2 + 2 Н + + Cl + (х-1) Н 2 О
Скелетная формула химического превращения. Исходные соединения имеют на вершине кольцо C5H5 и в центре атом иридия, связанный с двумя атомами водорода и группой P-PH3 или с двумя группами CO. Реакция с алканом под действием УФ-излучения изменяет эти группы.
Окислительное присоединение к углеводородам в иридийорганической химии. [ 21 ] [ 22 ]

Многие иридийорганические соединения (III) образуются из димера дихлорида пентаметилциклопентадиенила иридия . Многие производные содержат кинетически инертные циклометаллированные лиганды. [ 23 ] Родственные полусэндвич-комплексы играли центральную роль в развитии активации CH . [ 24 ] [ 25 ]

Комплексы иридия сыграли решающую роль в развитии активации углерод-водородных связей (активация C–H), которая обещает позволить функционализировать углеводороды, которые традиционно считаются нереакционноспособными. [ 26 ]

См. также

[ редактировать ]

Примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Наиболее распространенные степени окисления иридия выделены жирным шрифтом. В правом столбце указано одно репрезентативное соединение для каждой степени окисления.
  1. ^ Jump up to: а б Ван, Гуаньцзюнь; Чжоу, Минфэй; Геттель, Джеймс Т.; Шробильген, Гэри Г.; Су, Цзин; Ли, Цзюнь; Шлёдер, Тобиас; Ридель, Себастьян (2014). «Идентификация иридийсодержащего соединения с формальной степенью окисления IX». Природа . 514 (7523): 475–477. Бибкод : 2014Natur.514..475W . дои : 10.1038/nature13795 . ПМИД   25341786 . S2CID   4463905 .
  2. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к Гринвуд, штат Нью-Йорк; Эрншоу, А. (1997). Химия элементов (2-е изд.). Оксфорд: Баттерворт – Хайнеманн. стр. 1113–1143, 1294. ISBN.  978-0-7506-3365-9 . OCLC   213025882 .
  3. ^ Юнг, Д.; Демазо, Жерар (1995). «Высокое давление кислорода и получение новых оксидов иридия (VI) со структурой перовскита: Sr
    2
    МИРО
    6
    (M = Ca, Mg)". Журнал химии твердого тела . 115 (2): 447–455. Bibcode : 1995JSSCh.115..447J . doi : 10.1006/jssc.1995.1158 .
  4. ^ Гонг, Ю.; Чжоу, М.; Каупп, М.; Ридель, С. (2009). «Образование и характеристика молекулы тетраоксида иридия с иридием в степени окисления +VIII». Angewandte Chemie, международное издание . 48 (42): 7879–7883. дои : 10.1002/anie.200902733 . ПМИД   19593837 .
  5. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN  978-0-08-037941-8 .
  6. ^ Перри, Д.Л. (1995). Справочник неорганических соединений . ЦРК Пресс. стр. 203–204. ISBN  978-1-4398-1461-1 .
  7. ^ Гонг, Ю; Чжоу, Минфэй; Каупп, Мартин; Ридель, Себастьян (2009). «Образование и характеристика молекулы тетраоксида иридия с иридием в степени окисления +VIII». Angewandte Chemie, международное издание . 48 (42): 7879–7883. дои : 10.1002/anie.200902733 . ПМИД   19593837 .
  8. ^ Ситра, Анджело; Эндрю, Лестер (1999). «Реакции атомов иридия, подвергнутых лазерной абляции, с O 2 . Инфракрасные спектры и расчеты методом DFT для диоксида иридия и диоксида пероксоиридия (VI) в твердом аргоне». Дж. Физ. хим. А. 103 (21): 4182–4190. Бибкод : 1999JPCA..103.4182C . дои : 10.1021/jp990388o .
  9. ^ Химмель, Д.; Кнапп, К.; Пацшке, М.; Ридель, С. (2010). «Как далеко мы можем зайти? Квантово-химические исследования степени окисления IX». ХимияФизХим . 11 (4): 865–869. дои : 10.1002/cphc.200900910 . ПМИД   20127784 .
  10. ^ Ван, Гуаньцзюнь; Чжоу, Минфэй; Геттель, Джеймс Т.; Шробильген, Гэри Дж.; Су, Цзин; Ли, Цзюнь; Шлёдер, Тобиас; Ридель, Себастьян (23 октября 2014 г.). «Идентификация иридийсодержащего соединения с формальной степенью окисления IX». Природа . 514 (7523): 475–477. Бибкод : 2014Natur.514..475W . дои : 10.1038/nature13795 . ПМИД   25341786 . S2CID   4463905 .
  11. ^ Холлеман, А.Ф.; Виберг, Э.; Виберг, Н. (2001). Неорганическая химия (1-е изд.). Академическая пресса. ISBN  978-0-12-352651-9 . OCLC   47901436 .
  12. ^ Эстеруэлас, Мигель А.; Лопес, Ана М.; Оливан, Монтсеррат (2016). «Полигидриды металлов платиновой группы: неклассические взаимодействия и реакции активации σ-связи» . Химические обзоры . 116 (15): 8770–8847. doi : 10.1021/acs.chemrev.6b00080 . hdl : 10261/136216 . ПМИД   27268136 .
  13. ^ Черный, Р.; Жубер, Ж.-М.; Кольманн, Х.; Ивон, К. (2002). " Мг
    6
    Иди
    2

    11
    , новый металлгидрид, содержащий седловидный IrH. 5−
    4
    и квадратно-пирамидальный IrH 4−
    5
    гидридных комплексов». Журнал сплавов и соединений . 340 (1–2): 180–188. doi : 10.1016/S0925-8388(02)00050-6 .
  14. ^ Гулливер, диджей; Левасон, В. (1982). «Химия рутения, осмия, родия, иридия, палладия и платины в высших степенях окисления». Обзоры координационной химии . 46 : 1–127. дои : 10.1016/0010-8545(82)85001-7 .
  15. ^ Jump up to: а б с Реннер, Х.; Шламп, Г.; Кляйнвехтер, И.; Дрост, Э.; Люшоу, HM; Тьюс, П.; Панстер, П.; Диль, М.; и др. (2002). «Металлы и соединения платиновой группы». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Уайли. дои : 10.1002/14356007.a21_075 . ISBN  978-3-527-30673-2 .
  16. ^ Jump up to: а б с Фройнд, Ф.; Уильямс, Южная Каролина; Джонсон, доктор медицинских наук; Колдеа, Р.; Гегенварт, П.; Йеше, А. (2016). «Выращивание монокристаллов из разделенных эдуктов и его применение к оксидам переходных металлов лития» . Научные отчеты . 6 : 35362. arXiv : 1604.04551 . Бибкод : 2016НатСР...635362Ф . дои : 10.1038/srep35362 . ПМК   5066249 . ПМИД   27748402 .
  17. ^ Jump up to: а б О'Мэлли, Мэтью Дж.; Вервей, Хенк; Вудворд, Патрик М. (2008). «Структура и свойства упорядоченных Li 2 IrO 3 и Li 2 PtO 3 ». Журнал химии твердого тела . 181 (8): 1803. Бибкод : 2008JSSCh.181.1803O . дои : 10.1016/j.jssc.2008.04.005 .
  18. ^ Ёсио, Масаки; Бродд, Ральф Дж.; Козава, Акия (17 июля 2010 г.). Литий-ионные аккумуляторы: наука и технологии . Springer Science & Business Media. п. 10. ISBN  978-0-387-34445-4 .
  19. ^ Крэбтри, Р. Х. (1979). «Соединения иридия в катализе». Отчеты о химических исследованиях . 12 (9): 331–337. дои : 10.1021/ar50141a005 .
  20. ^ Крэбтри, Р.Х. (2005). Металлоорганическая химия переходных металлов (PDF) . Уайли. ISBN  978-0-471-66256-3 . OCLC   224478241 . Архивировано из оригинала (PDF) 19 ноября 2012 г.
  21. ^ Янович, А.Х.; Бергман, Р.Г. (1982). «Углеродно-водородная активация в полностью насыщенных углеводородах: прямое наблюдение M + RH → M (R) (H)». Журнал Американского химического общества . 104 (1): 352–354. дои : 10.1021/ja00365a091 .
  22. ^ Хойано, Дж. К.; Грэм, WAG (1982). «Окислительное присоединение углерод-водородных связей неопентана и циклогексана к фотохимически генерируемому комплексу иридия (I)». Журнал Американского химического общества . 104 (13): 3723–3725. дои : 10.1021/ja00377a032 .
  23. ^ Лю, Чжэ; Сэдлер, Питер Дж. (2014). «Иридиорганические комплексы: противораковые агенты и катализаторы» . Отчеты о химических исследованиях . 47 (4): 1174–1185. дои : 10.1021/ar400266c . ПМЦ   3994614 . ПМИД   24555658 .
  24. ^ Эндрю Х. Янович; Роберт Г. Бергман (1982). «Углеродно-водородная активация в насыщенных углеводородах: прямое наблюдение M + R−H → M (R) (H)». Дж. Ам. хим. Соц . 104 : 352–354. дои : 10.1021/ja00365a091 .
  25. ^ Грэм, Уильям А.Г. (1982). «Окислительное присоединение углерод-водородных связей неопентана и циклогексана к фотохимически генерируемому комплексу иридия (I)». Журнал Американского химического общества . 104 (13): 3723–3725. дои : 10.1021/ja00377a032 .
  26. ^ Хартвиг, Джон Ф. (2011). «Региоселективность борилирования алканов и аренов». Обзоры химического общества . 40 (4): 1992–2002. дои : 10.1039/c0cs00156b . ПМИД   21336364 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: f41be7abd7176ab3b64f00fd38d739bd__1704467280
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/f4/bd/f41be7abd7176ab3b64f00fd38d739bd.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Iridium compounds - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)