Фтори́д ио́да(VII) ( гептафтори́д ио́да , семифто́ристый ио́д ), IF ₇ — бесцветный чрезвычайно ядовитый тяжёлый газ (при 20 °C) с резким неприятным запахом, высший фторид иода , в котором атом иода проявляет степень окисления +7. Тяжелее воздуха почти в 9 раз.

Физические свойства

До сегодняшнего дня нет единого мнения о температурах фазового перехода соединения, поскольку его сложно очистить от примеси IOF ₅ , который занижает температуру плавления. По некоторым данным, температура плавления соединения находится в пределах 6,4 ± 0,1 °C . По другим данным, вещество возгоняется при 4,77 °C .

Свойство	Значение
Энтальпия образования (298 К, в газовой фазе)	−122,22 кДж/моль; по другим данным −229,80 кДж/моль или −961,5 кДж/моль ;
(300 К, в газовой фазе)	355,16 Дж/(моль·К); по другим данным 353,0 Дж/(моль·К)
Теплоёмкость при постоянном давлении (300 К, в газовой фазе)	137,09 Дж/(моль·К); по другим данным 135,6 Дж/(моль·К)

Кристаллизуется в двух модификациях, из которых выше −125 °C устойчивы кристаллы кубической сингонии , пространственная группа Im 3 m , параметры ячейки a = 0,628 нм , Z = 2 .

Строение

Пентагонально-бипирамидальное строение молекулы подтверждено спектроскопически при помощи ИК, КР и ЯМР- ¹⁹ F спектроскопии.

Методы получения

• Известен метод получения гептафторида взаимодействием иода с фторидами металлов, например, фторидом серебра . Такую реакцию впервые наблюдал Каммерер. Однако в таких условиях также получается пентафторид иода :

${\displaystyle {\mathsf {I_{2}+14AgF\rightarrow 2IF_{7}+14Ag}}}$

• Также применяется метод получения из простых веществ. Для этого фтор пропускают над иодом в платиновом реакторе. Сначала образуется пентафторид иода , который при 270 °C реагирует с фтором и образует гептафторид.

${\displaystyle {\mathsf {I_{2}+5F_{2}\rightarrow 2IF_{5}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {IF_{5}+F_{2}\rightarrow IF_{7}}}}$

• Чаще всего применяют взаимодействие пентафторида иода с фтором, при этом проходят процессы, аналогичные второй стадии предыдущего метода.
• Продукт, полученный вышеописанными методами, обычно загрязнён примесью IOF ₅ за счёт гидролиза IF ₇ следами воды, содержащейся в иоде. Поэтому для получения чистого продукта можно применять метод взаимодействия фтора с тщательно обезвоженными иодидами (их легче осушить, чем элементный иод) при 150—300 °C . Например:

${\displaystyle {\mathsf {PdI_{2}+9F_{2}\rightarrow 2IF_{7}+PdF_{4}}}}$

Химические свойства

Химические свойства гептафторида иода во многом схожи со свойствами трифторида хлора . Химически чрезвычайно активен и агрессивен к большинству материалов. Сильный окислитель .

• Достаточно часто в начале реакции молекула гептафторида отщепляет 2 атома фтора, которые участвуют в дальнейшей реакции, а IF ₅ выделяется с продуктами:

${\displaystyle {\mathsf {2B+3IF_{7}\rightarrow 2BF_{3}+3IF_{5}}}}$

• Углекислый газ сгорает в присутствии IF ₇ с образованием элементного иода:

${\displaystyle {\mathsf {7CO_{2}+4IF_{7}\rightarrow 2I_{2}+7CF_{4}+7O_{2}}}}$

• Гидролизуется водой, при этом образуется ортоиодная кислота и фтороводород :

${\displaystyle {\mathsf {IF_{7}+6H_{2}O\rightarrow H_{5}IO_{6}+7HF}}}$

• Реагирует с диоксидом кремния и стеклом с образованием оксопентафторида иода и тетрафторида кремния :

${\displaystyle {\mathsf {2IF_{7}+SiO_{2}\rightarrow SiF_{4}+2IOF_{5}}}}$

• С некоторыми фторидами (AsF ₅ , SbF ₅ , BF ₃ ) образует комплексные соединения, которые вполне устойчивы до температуры около 140 °C. Предположительно, структура таких соединений ионная: IF ₆ ⁺ ·AsF ₆ ⁻ .

${\displaystyle {\mathsf {IF_{7}+AsF_{5}\rightarrow IF_{6}[AsF_{6}]}}}$

• При нагревании до 200 °C медленно диссоциирует на низшие фториды иода и F ₂ .

• Органические соединения при контакте с гептафторидом иода воспламеняются или взрываются с образованием множества различных продуктов, которые обычно не полностью идентифицированы.

Применение

Нашёл некоторое применение в органическом синтезе .

Токсикология

Гептафторид иода — едкое, весьма токсичное вещество, обладающее удушающим действием. Как и все производные иода со степенью окисления +7, является сильным окислителем. В высоких концентрациях фторид иода(VII) очень сильно раздражает кожу и слизистые оболочки.

ПДК в рабочей зоне — 0,5 мг/м³ (по фтору).

Литература

• Николаев Н. С., Сухоруков В. Ф., Шишков Ю. Д., Аленчикова И. Ф. Химия галоидных соединений фтора. — М. : Наука, 1968. — С. 344.
• Раков Э. Г. Галогенфториды // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц . — М. : Советская энциклопедия , 1988. — Т. 1: А — Дарзана. — С. 496. — 623 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-85270-008-8 .

Примечания