Галогениды индия
Класс химических соединений

Существует три группы галогенидов индия : тригалогениды, моногалогениды и несколько промежуточных галогенидов . В моногалогенидах степень окисления индия равна +1, а их собственные названия — фторид индия(I), хлорид индия(I), бромид индия(I) и иодид индия(I).

Промежуточные галогениды содержат индий со степенями окисления +1, +2 и +3.

Тригалогениды индия

Во всех тригалогенидах степень окисления индия равна +3, а их собственные названия — фторид индия(III), хлорид индия(III), бромид индия(III) и иодид индия(III). Тригалогениды являются кислотными по Льюису . Трихлорид индия является исходным веществом в производстве триметилиндия , который используется в полупроводниковой промышленности.

Фторид индия(III)

InF 3 — белое твердое вещество , т.пл. 1170 °C. В его структуре содержится 6-координированный индий.

Хлорид индия(III)

InCl 3 — белое твердое вещество, т.пл. 586 °C. Получается окислением индия хлором. [1] Изоструктурен с AlCl 3 .

Бромид индия(III)

InBr 3 — бледно-желтое твердое вещество с температурой плавления 435 °C. Он изоструктурен с AlCl 3 . Его получают путем объединения элементов. [2] InBr 3 находит некоторое применение в органическом синтезе в качестве водоустойчивой кислоты Льюиса. [3]

Индий(III) иодид

Шаростержневая модель молекулы In 2 I 6

InI 3 — это желтое твердое вещество. Его получают путем испарения раствора индия в HI. [4] Известны отдельные желтая и красная формы. Красная форма претерпевает переход в желтую при 57 °C. Структура красной формы не была определена рентгеновской кристаллографией , однако спектроскопические данные указывают на то, что индий может быть шестикоординированным. [5] Желтая форма состоит из In 2 I 6 с 4-координированными индиевыми центрами. Она используется в качестве «иодидного геттера» в процессе Cativa . [ требуется цитата ]

Промежуточные галогениды

Известно удивительное количество промежуточных хлоридов и бромидов, но только один иодид и ни одного дифторида. Вместо кажущейся степени окисления +2 эти соединения содержат индий в степенях окисления +1 и +3. Таким образом, дииодид описывается как In I In III X 4 . Некоторое время спустя было установлено существование соединений, содержащих анион In 2 Br2−6были подтверждены, которые содержат связь индий-индий. Ранние работы по хлоридам и бромидам включали исследования бинарных фазовых диаграмм тригалогенидов и родственного моногалогенида. Многие из соединений изначально были неправильно идентифицированы, поскольку многие из них неконгруэнтны и разлагаются до плавления. Большинство ранее описанных хлоридов и бромидов теперь либо подтвердили свое существование и структуры с помощью рентгеновской дифракции, либо были отправлены в историю. Возможно, самым неожиданным случаем ошибочной идентификации стал удивительный результат, что тщательное повторное исследование бинарной фазовой диаграммы InCl/InCl 3 не обнаружило InCl 2 . [6]
Причина такого обилия соединений заключается в том, что индий образует 4 и 6 координационных анионов, содержащих индий(III), например InBr−4, InCl3−6а также анион In 2 Br2−6который, как ни странно, содержит связь индий-индий.

В7Кл9и в7Бр9

In 7 Cl 9 — это желтое твердое вещество, стабильное до 250 °C, которое формулируется как In I 6 (In III Cl 6 )Cl 3 [7]

In 7 Br 9 имеет структуру, похожую на In 7 Cl 9 , и может быть сформулирована как In I 6 (In III Br 6 )Br 3 [8]

В5Бр7

In 5 Br 7 — бледно-желтое твердое вещество. Формула In I 3 (In II 2 Br 6 )Br. Анион In II 2 Br 6 имеет затменную этаноподобную структуру с длиной связи металл-металл 270 пм. [9]

В2Кл3и в2Бр3

In 2 Cl 3 бесцветен и имеет формулу In I 3 In III Cl 6 [10] В отличие от этого In 2 Br 3 содержит анион In 2 Br 6 , присутствующий в In 5 Br 7 , и имеет формулу In I 2 (In II 2 Br 6 ) со структурой, похожей на Ga 2 Br 3 . [11]

В4Бр7

In 4 Br 7 почти бесцветен с бледно-зеленоватым оттенком. Он чувствителен к свету (как TlCl и TlBr), распадаясь на InBr 2 и металлический In. Это смешанная соль, содержащая InBr−4и InBr3−6Анионы, уравновешенные катионами In + . Формулируется как In I 5 (In III Br 4 ) 2 (In III Br 6 ). Причины искаженной решетки были приписаны антисвязывающей комбинации между дважды заполненными, ненаправленными 5s-орбиталями индия и соседними гибридными 4p-орбиталями брома. [12]

В5Кл9

In 5 Cl 9 формулируется как In I 3 In III 2 Cl 9 . In 2 Cl3−9анион имеет два 6-координированных атома индия с 3 мостиковыми атомами хлора, грани которых являются общими биооктаэдрами, со структурой, похожей на Cr 2 Cl2−9и Tl 2 Cl2−9. [13]

InBr2

InBr 2 - это зеленовато-белое кристаллическое твердое вещество, которое формулируется как In I In III Br 4 . Он имеет ту же структуру, что и GaCl 2 . InBr 2 растворим в ароматических растворителях, и были идентифицированы некоторые соединения, содержащие комплексы In(I) с η 6 -ареном. (См. тактильную чувствительность для объяснения связи в таких комплексах арена с ионами металла). С некоторыми лигандами InBr 2 образует нейтральные комплексы, содержащие связь индий-индий. [14]

InI2

InI 2 — это желтое твердое вещество, имеющее формулу In I In III I 4 .

Моногалогениды

Твердые моногалогениды InCl, InBr и InI нестабильны по отношению к воде, разлагаясь на металл и индий(III)-виды. Они находятся между соединениями галлия(I), которые более реакционноспособны, и таллием(I), которые стабильны по отношению к воде. InI является наиболее стабильным. До недавнего времени моногалогениды были научными курьезами, однако с открытием того, что их можно использовать для получения кластерных и цепочечных соединений индия, они теперь привлекают гораздо больше внимания. [15]

ИнФ

InF известен только как нестабильное газообразное соединение.

ИнКл

Форма InCl при комнатной температуре желтая, с кубической искаженной структурой NaCl. Красная высокотемпературная (>390 К) форма имеет структуру . [15] β − ТлИ {\displaystyle {\ce {\beta-TlI}}}

InBr

InBr — красное кристаллическое вещество с температурой плавления 285 °C. Имеет ту же структуру, что и , с орторомбической искаженной структурой каменной соли. Может быть получен из металлического индия и InBr 3 . β − ТлИ {\displaystyle {\ce {\beta-TlI}}}

InI

InI — это твёрдое кристаллическое вещество тёмно-красного фиолетового цвета. Имеет ту же структуру, что и . Его можно получить путём прямого соединения его составляющих элементов при высокой температуре. В качестве альтернативы его можно приготовить из InI 3 и металлического индия в кипящих ксилолах. [16] Это самый стабильный из твёрдых моногалогенидов, растворимый в некоторых органических растворителях. Растворы InI в смеси пиридина и м-ксилола стабильны при температуре ниже 243 К. [15] β − ТлИ {\displaystyle {\ce {\beta-TlI}}}

Анионные галогенидные комплексы In(III)

Тригалогениды являются кислотами Льюиса и образуют аддитивные соединения с лигандами. Для InF 3 известно немного примеров, однако для других галогенидов известны аддитивные соединения с тетраэдрической, тригонально-бипирамидальной и октаэдрической координационной геометрией. Для галогенид-ионов известны примеры всех этих геометрий вместе с некоторыми анионами с октаэдрически координированным индием и с мостиковыми атомами галогена, In 2 X3−9с тремя мостиковыми атомами галогена и In 2 X−7только с одним. Кроме того, есть примеры индия с квадратной плоской геометрией в ионе InX 5 2− . Квадратная плоская геометрия InCl2−5был первым найденным элементом основной группы.

ИнИкс−4иИнИкс3−6

Соли InCl−4, InBr−4и ИнИ−4известны. Была получена соль LiInF 4 , [17] [18] однако она имеет необычную слоистую структуру с октаэдрически координированным индиевым центром. Соли InF 6 3− , InCl3−6и InBr3−6 [19] все были сделаны.

ИнКл2−5иInBr2−5

ИнКл​2−5Было обнаружено, что ион имеет квадратную пирамидальную форму в соли (NEt4) 2 InCl 5 , с той же структурой, что и (NEt 4 ) 2 TlCl 5 , но является тригонально-бипирамидальным в ацетонитрильном сольвате пентахлориндата тетрафенилфосфония. [20]

ИнБр​2−5Аналогичным образом был обнаружен квадратно-пирамидальный ион, хотя и искаженный, в соли бис(4-хлорпиридиния) [21] и тригонально-бипирамидальный [22] в Bi 37 InBr 48 .

В 2 Х−7

В 2 X​−7ионы содержат один мостиковый атом галогена. Из спектров нельзя определить, изогнутый или линейный мостик. Хлорид и бромид были обнаружены с помощью электрораспылительной масс-спектрометрии. In 2 I−7ион был получен в соли CsIn 2 I 7 . [5]

В 2 Х3−9

Соли цезия In 2 Cl3−9и в 2 Br3−9оба содержат биядерные анионы с октаэдрически координированными атомами индия. [13]

Анионные галогенидные комплексы In(I) и In(II)

В 1 X−2иВ 1 X2−3

In I X 2 − образуется при диспропорционировании иона In 2 X 6 2− . Соли, содержащие In I X2−3Были получены ионы, и их колебательные спектры интерпретированы как показывающие, что они имеют симметрию C 3v , тригональную пирамидальную геометрию со структурами, подобными изоэлектронным Sn X−3ионы.

В 2 кл.2−6,В 2- х комн.2−6иВ 2 я2−6

Получены соли хлорид-, бромид- и иодид-ионов (Bu 4 N) 2 In 2 X 6. В неводных растворителях этот ион диспропорционирует с образованием In I X−2и в III X−4.

Нейтральные галогенидные аддукты индия(II)

После открытия In 2 Br 6 2− ряд родственных нейтральных соединений, содержащих ядро ​​In II 2 X 4, были образованы в результате реакции дигалогенидов индия с нейтральными лигандами. [14] Некоторые химики называют эти аддукты, когда они используются в качестве отправной точки для синтеза кластерных соединений, «In 2 X 4 », например, аддукт TMEDA . [23]

Общие источники

Ссылки

  1. ^ E. Donges (1963). "Хлорид индия (III)". В G. Brauer (ред.). Справочник по препаративной неорганической химии, 2-е изд . Т. 1. NY, NY: Academic Press. С. 858–859.
  2. ^ E. Donges (1963). "Бромид индия (III)". В G. Brauer (ред.). Справочник по препаративной неорганической химии, 2-е изд . Т. 1. NY, NY: Academic Press. С. 859–860.
  3. ^ Чжан, Чжань-Хуэй (2005). «Трибромид индия: водоустойчивая зеленая кислота Льюиса». Synlett (4). Georg Thieme Verlag KG: 711–712. doi : 10.1055/s-2005-863726 . ISSN  0936-5214.
  4. ^ E. Donges (1963). "Indium(III) Iodide". В G. Brauer (ред.). Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed . Vol. 1. NY, NY: Academic Press. pp. 861–2.
  5. ^ ab Taylor, Michael J.; Kloo, Lars A. (2000). «Рамановские исследования комплексов иодида индия: доказательства существования иона In 2 I 7 − ». Журнал Рамановской спектроскопии . 31 (6). Wiley: 465–468. doi :10.1002/1097-4555(200006)31:6<465::aid-jrs557>3.0.co;2-7. ISSN  0377-0486.
  6. ^ Мейер, Герд; Блачник, Роджер (1983). «Новые соединения гемиштвалентного индия (I, III)-хлорида: Das Phasendiagramm In/Cl im Bereich 30-50 мол.% In und die Kristallstruktur von In 5 Cl 9 ». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (на немецком языке). 503 (8). Уайли: 126–132. дои : 10.1002/zaac.19835030813. ISSN  0044-2313.
  7. ^ Бек, Хорст Филипп; Вильгельм, Дорис (1991). «In 7 Cl 9 — Новое «старое» соединение в системе In-Cl». Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 30 (7). Wiley: 824–825. doi :10.1002/anie.199108241. ISSN  0570-0833.
  8. ^ Дронсковский, Р. (1 декабря 1995 г.). Дронсковский, Р. (ред.). «Кристаллическая структура In 7 Br 9 ». Zeitschrift für Kristallographie - Кристаллические материалы . 210 (12). Вальтер де Грюйтер ГмбХ: 920–923. Бибкод : 1995ZK....210..920D. дои : 10.1524/zkri.1995.210.12.920. ISSN  2194-4946.
  9. ^ Рак, Майкл; Бернигхаузен, Хартмут (1999). "Zur Polymorphie von In 5 Br 7 ". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (на немецком языке). 625 (4). Уайли: 577–585. doi :10.1002/(sici)1521-3749(199904)625:4<577::aid-zaac577>3.0.co;2-b. ISSN  0044-2313.
  10. ^ Мейер, Герд (1981). «Сесквихлорид индия, In 2 Cl 3 : псевдобинарные, гемишвалентные индий (I)-гексахлориндат (III)». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (на немецком языке). 478 (7). Уайли: 39–51. дои : 10.1002/zaac.19814780705. ISSN  0044-2313.
  11. ^ Стаффель, Томас; Мейер, Герд (1987). «Моно-, полутора- и дибромиды индия: InBr, In 2 Br 3 и InBr 2 ». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (на немецком языке). 552 (9). Уайли: 113–122. дои : 10.1002/zaac.19875520913. ISSN  0044-2313.
  12. ^ Дронсковски, Ричард (1995-06-02). "Синтез, структура и распад In 4 Br 7 ". Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 34 (10). Wiley: 1126–1128. doi :10.1002/anie.199511261. ISSN  0570-0833.
  13. ^ Аб Мейер, Герд (1978). «Zur Kenntnis der Chloro- und Bromo-Indate (III). A 3 In 2 Cl 9 (A = Cs, Rb, In, Tl) и Cs 3 In 2 Br 9−x Cl x (x = 0, 3, 6) , 7, 8)». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (на немецком языке). 445 (1). Уайли: 140–146. дои : 10.1002/zaac.19784450117. ISSN  0044-2313.
  14. ^ ab Синклер, Ян; Уорралл, Ян Дж. (1982-03-15). "Нейтральные комплексы дигалогенидов индия". Канадский журнал химии . 60 (6). Canadian Science Publishing: 695–698. doi : 10.1139/v82-102 . ISSN  0008-4042.
  15. ^ abc Pardoe, JA; Downs, AJ (2007). «Развитие химии индия в формальных степенях окисления ниже +3». Chemical Reviews . 107 (1): 2–45. doi :10.1021/cr068027+. PMID  17212469.
  16. ^ Органические синтезы, Сборник. Том 10, стр. 170 (2004); Том 79, стр. 59 (2002)
  17. ^ Gravereau, P.; Chaminade, JP; Gaewdang, T.; Grannec, J.; Pouchard, M.; Hagenmuller, P. (1992). «Структура тетрафториндата лития». Acta Crystallographica Section C Crystal Structure Communications . 48 (5): 769–771. Bibcode : 1992AcCrC..48..769G. doi : 10.1107/S0108270191011915.
  18. ^ Gravereau, P.; Chaminade, JP; Gaewdang, T.; Grannec, J.; Pouchard, M.; Hagenmuller, P. (1992-05-15). "Структура тетрафториндата лития". Acta Crystallographica Section C Crystal Structure Communications . 48 (5). Международный союз кристаллографии (IUCr): 769–771. Bibcode : 1992AcCrC..48..769G. doi : 10.1107/s0108270191011915. ISSN  0108-2701.
  19. ^ Спиро, Томас Г. (1965). «Спектры Рамана кристаллических хлороталлатов». Неорганическая химия . 4 (9). Американское химическое общество (ACS): 1290–1293. doi :10.1021/ic50031a013. ISSN  0020-1669.
  20. ^ Бубенхайм, В.; Френцен, Г.; Мюллер, У. (1995-06-15). "Хлориндаты [PPh 4 ] 2 [In 2 Cl 6 ] и [PPh 4 ] 2 [InCl 5 ].CH 3 CN". Acta Crystallographica, раздел C, сообщения о кристаллической структуре . 51 (6). Международный союз кристаллографии (IUCr): 1120–1124. Bibcode : 1995AcCrC..51.1120B. doi : 10.1107/s0108270194011789. ISSN  0108-2701.
  21. ^ Ishihara, Hideta; Dou, Shi-qi; Gesing, Thorsten M; Paulus, Helmut; Fuess, Hartmut; Weiss, Alarich (1998). "Кристаллические структуры [(CH 3 ) 2 NH 2 ] 3 InBr 6 и [4-ClC 5 H 4 NH] 2 InBr 5 ". Журнал молекулярной структуры . 471 (1–3). Elsevier BV: 175–182. Bibcode : 1998JMoSt.471..175I. doi : 10.1016/s0022-2860(98)00444-x. ISSN  0022-2860.
  22. ^ Дубенский, Виталий; Рак, Майкл (2003). «Bi 37 InBr 48 : Эйн-поляры Субгалогенид с Bi 9 5+ -Поликатионен, комплексен Бромбисмутат(III)-Анионен [Bi 3 Br 13 ] 4- и [Bi 7 Br 30 ] 9- совье Пентаброминдат(III)-Анионен [InBr] 5 ] 2— ". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (на немецком языке). 629 (3). Уайли: 375–380. дои : 10.1002/zaac.200390062. ISSN  0044-2313.
  23. ^ Ли, Сяо-Ван; Робинсон, Грегори Х.; Пеннингтон, Уильям Т. (1996). «Диспропорционирование бромида индия с низкой валентностью: синтез и молекулярная структура бис(2, 6-димезитилфенил)бромида индия, (2, 6-Mes2C6H3 )2InBr (Mes = 2, 4, 6-Me3C6H2 ) . Когда тригональная планарная структура становится Т - образной ? ». Основная группа химии . 1 (3). IOS Press: 301–307. doi :10.1080/13583149612331338587. ISSN  1024-1221.
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Indium_halides&oldid=1221842506"