Нитри́д триио́да (иногда йодистый азот , неверно: азид йода ) — чрезвычайно взрывчатое неорганическое соединение азота и иода с формулой ${\displaystyle {\ce {NI3}}}$ . Обычно получается в виде чёрно-коричневых кристаллов — аддукта с аммиаком Невозможно разобрать выражение (SVG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «http://localhost:6011/ru.wikipedia.org/v1/»:): {\displaystyle \ce{NI3 . n NH3}} (аммиаката), но был получен и в индивидуальном виде реакцией BN с IF при низких температурах .

Чёрные кристаллы очень чувствительны к механическим воздействиям. В сухом виде взрывается от прикосновения, образуя розовато-фиолетовое облако паров йода . Скорость детонации 6,712 км/с. Это единственное известное вещество, которое взрывается под воздействием альфа-частиц и других продуктов ядерного распада .

Впервые был получен Куртуа в 1812 —1813 гг. (по другой версии это сделал Ганч в 1900 г. ).

Свойства

Аддукт нитрида иода разлагается при взаимодействии с диэтилцинком ${\displaystyle {\ce {Zn(C2H5)2:}}}$

${\displaystyle {\ce {NH3.NI3 + 3Zn(C2H5)2 ->}}}$

${\displaystyle {\ce {-> NH3 + N(C2H5)3 + 3ZnC2H5I}}}$ .

Благодаря именно этой реакции установлено строение аддукта йодида азота с аммиаком

Во влажном виде при наличии избытка аммиака в растворе сравнительно устойчив. Из-за крайней нестабильности применяется как средство для эффектного химического фокуса. Нестабильность вещества вызвана большой длиной связи ${\displaystyle {\ce {N-I}}}$ и большими относительными размерами трёх атомов иода, приходящихся на один атом азота, и, соответственно, низкой энергией активации реакции разложения. Является единственным известным взрывчатым веществом, способным детонировать от альфа-излучения и осколков деления тяжёлых ядер .

Нерастворим в этаноле . Разлагается горячей водой, кислотами-окислителями, щелочами.

Реакция разложения чистого вещества:

${\displaystyle {\ce {2NI3}}}$ (тв.) ${\displaystyle {\ce {-> N2 ^ \ + \ 3 I2 ^}}}$ ΔH = −290 кДж/моль.

Аммиак, который присутствует в аддукте, является восстановителем для образующегося иода:

${\displaystyle {\ce {8NI3.NH3 -> 5 N2 ^ + 6 NH4I + 9 I2}}}$ .

Нитрид трииода подвергается гидролизу с образованием оксида азота (III) и йодоводородной кислоты :

${\displaystyle {\ce {2NI3 + 3H2O -> 6HI + N2O3}}}$ .

Йодид азота является окислителем, так, образованный in situ при добавлении раствора йода к раствору восстановителя в водном аммиаке, он окисляет гидрохинон до и бензальдегид до бензойной кислоты .

Синтез

Аммиакаты нитрида трийода

В результате реакции иода с водным аммиаком образуется взрывоопасное коричневое твёрдое вещество. При смешивании выпадает чёрный или бурый осадок, представляющий собой продукт присоединения аммиака к нитриду трииода:

${\displaystyle {\ce {3I2(s) + 5NH3(aq) -> NI3*NH3(s) + 3NH4I(aq)}}}$ .

При реакции с безводным аммиаком в условиях низких температур образующийся продукт имеет состав ${\displaystyle {\ce {NI3.(NH3)5,}}}$ при нагревании он начинает терять часть аммиака. Этот аддукт впервые был описан Куртуа в 1812, окончательно его формулу определил в 1905 году .

В твёрдом состоянии его структура состоит из цепочек ${\displaystyle {\ce {-NI2-I-NI2-I-NI2-I -}}}$ .

Чистый нитрид трийода

Впервые нитрид трийода ${\displaystyle {\ce {NI3,}}}$ свободный от связанного аммиака, был синтезирован в 1930 году взаимодействием дибромйодида калия ${\displaystyle {\ce {KIBr2}}}$ с жидким аммиаком, у полученного в этой реакции продукта молярное отношение йода и азота составляло 1:3,04:

${\displaystyle {\ce {3 KIBr2 + 4 NH3 -> NI3 + 3 KBr + 3 NH4Br}}}$ .

Полученный ${\displaystyle {\ce {NI3}}}$ сублимировался в вакууме при комнатной температуре и конденсировался в ловушке, охлаждаемой жидким воздухом.

Также ${\displaystyle {\ce {NI3}}}$ с низким выходом образуется при реакции нитрида бора ${\displaystyle {\ce {BN}}}$ с монофторидом иода ${\displaystyle {\ce {IF}}}$ в трихлорфторметане при −30 °C :

${\displaystyle {\ce {BN + 3 IF -> NI3 + BF3}}}$ .

Применение

Вероятно, единственным практическим применением нитрида трийода является йодирование фенолов (и других электронобогащенных ароматических соединений ), при этом ${\displaystyle {\ce {NI3}}}$ получают in situ , добавляя к аммиачному раствору фенола раствор йода. Так, тимол в таких условиях йодируется в о- положение к гидроксилу с образованием йодтимола, а пиррол количественно йодируется до тетрайодпиррола .

Вместе с тем, благодаря лёгкости получения и эффектности его взрывного разложения взрыв микроколичеств аммиаката йодида азота входит в число демонстрационных экспериментов в курсе неорганической химии .

Регулирование

По CFR § 172.101 запрещена перевозка .

Литература

• Jander J. // Advances in Inorganic Chemistry and Radiochemistry. — New York [etc.]: Academic Press, 1977. — С. 2—41. — 335 с. — ISBN 978-0-08-057868-2 .
• Marinho G. S., de Farias R. F. The structure, thermodynamic instability and energetics of NI ₃ , its specific impulse and a strategy for its stabilization : [ англ. ] // Journal of Molecular Structure. — 2021. — Vol. 1232, art. 130075. — P. [1—4]. — ISSN . — doi : .
• Wiberg E., Holleman A. F., Wiberg N. // Inorganic Chemistry. — San Diego [etc.]: Academic Press, 2001. — С. 641. — 1958 с. — ISBN 978-0-12-352651-9 .
• Глинка Н. Л. 17.1.2 Аммиак. Соли аммония // Общая химия. — 28-е изд. — М. : Интеграл-пресс, 2000. — С. 430. — 728 с. — ISBN 5-89602-011-2 .

Примечания