Trijodidy

Trijodidy jsou soli trijodidového aniontu (Ib=3|p=−), složeného ze tří atomů jodu a patřícího mezi polyhalogenové ionty. Ion vzniká reakcemi vodných roztoků jodidů s jodem. K solím tohoto aniontu, které se podařilo izolovat, patří trijodid thallný (Tl+[I3]−) a trijodid amonný ([NH4]+[I3]−). Trijodidový ion je v roztocích zbarven červeně.

Názvosloví

Některé sloučeniny označované jako „trijodidy“ nemusejí mít každý atom jodu navázaný na dva zbylé, ale vyskytují se jako oddělené atomy jodu a jodid; patří sem například jodid dusitý (NI3) a jodid fosforitý (PI3), u nich jsou na centrální atom vázané jednotlivé atomy jodu. Protože se na kationty, například amonný, mnohdy na centra vázat trijodidové i jodidové ionty, tak se mají sloučeniny obsahující jod a jiný prvek v poměru 3:1 označovat jako trijodidy pouze tehdy, pokud obsahují trijodidové ionty

Příprava

Trijodidy se dají připravit touto exergonní reakcí:

:I2 + I− ⇌ Ib=3|p=−

Jod při této reakci funguje jako Lewisova kyselina a jodid jako Lewisova zásada. Podobně také reaguje oktosíra (S8) se sulfidem sodným na polysulfid sodný, s tím rozdílem, že vyšší polyjodidy mají rozvětvené struktury.

Struktura

Trijodidový ion je lineární a symetrický. Podle teorie VSEPR má prostřední atom jodu tři ekvatoriální volné páry a koncové atomy jsou na něj v důsledku působení těchto párů vázány axiálně. +more Podle teorie molekulových orbitalů se hypervalentní vazba na prostředním atomu popisuje jako tricentrická čtyřelektronová vazba. Vazba I−I je delší než u dvouatomové molekuly jodu (I2).

Délky vazeb a velikosti vazebných úhlů u iontových sloučenin závisí na vlastnostech kationtu. Trijodidový ion se snadno polarizuje a u mnoha jeho solí je jedna vazba I−I kratší než druhá. +more Pouze v solích s velkými kationty, jako jsou kvartérně amonné (například [N(CH3)4]+), zůstává anion přibližně symetrický.

V roztocích délky vazeb i velikosti vazebných úhlů závisí na použitém rozpouštědlu. Protická rozpouštědla lokalizují náboj trijodidového aniontu, což vede k asymetrické struktuře.

V methanolu má trijodidový anion asymetrickou ohnutou strukturu s nábojem lokalizovaným na delším konci.

V následující tabulce jsou uvedeny rozměry trijodidového aniontu [Ia−Ib−Ic]− u několika sloučenin: :

Vlastnosti

Trijodidový ion je nejjednodušším z několika známých polyjodidů. Jeho roztoky jsou při nižších koncentracích žluté, při vyšších hnědé. +more Trijodidový ion je podstatou tmavě modrého zbarvení vznikajícího při působení jodu na škrob. Jodidy ani roztoky jodu v nepolárních rozpouštědlech se škrobem nereagují.

Lugolův roztok obsahuje jodid draselný a stechiometrické množství jodu, čímž se vytváří trijodidové ionty. Jodová tinktura, získávaná rozpouštěním jodu v ethanolu, také obsahuje trijodidové ionty.

Fotochemie

Trijodidový ion se používá ve fotochemii jako modelový systém. Byly zkoumány mechanismy jeho reakcí v plynné a pevné fázi i v roztocích. +more V plynné fázi probíhají reakce několika drahami, ve kterých se objevují molekuly jodu, metastabilní ionty a jodové radikály, vznikající dvou- či trojjádrovou fotodisociací. V roztocích byla pozorována pouze dvoujádrová disociace.

V protických rozpouštědlech se atom jodu na kratším konci trijodidového aniontu disociuje fotoexcitací, a to dvoujádrově. Chemie trijodidového iontu v pevném stavu byla zkoumána u sloučenin jako jsou kvartérní amonné soli, například trijodid tetrabutylamonný.

Mechanismus fotoreakcí v pevném stavu závisí na vlnové délce použitého světla, přičemž může, v řádu pikosekund, dojít k rychlé zpětné reakci, případně pomalejšímu procesu spočívajícímu ve vytvoření a rozkladu tetrajodidového meziproduktu.

Fotochemie trijodidového iontu významně ovlivňuje koloběh jodu v životním prostředí.

Díky přítomnosti těžkých atomů jodu a dobře popsaným reakcím se trijodidový aninon používá jako srovnávací systém v relativistické kvantové chemii.

Elektrochemie

Redoxní reakce trijodidových a jodidových iontů mohou být využity v solárních článcích sensitizovaných barvivy a v akumulátorech.

Odkazy

Reference

Související články

Polyjodidy * Tribromidy * Polyhalogenové ionty * Tricentrická čtyřelektronová vazba * Jodová zkouška * Jodometrie * Jodovaný povidon * Lugolův roztok * Grätzelův článek * Organický supravodič

Externí odkazy

[url=http://www.chemistry.mtu.edu/~kmsmith/PChem/Experiments/3521/kinetic/kinetic.html]Kinetická studie reakce trijodidového aniontu s peroxosíranovým[/url]

Kategorie:Anionty Kategorie:Jodidy (chemie) Kategorie:Hypervalentní molekuly