三碘阴离子
在化学中，三碘化物有多种含义。它主要指三碘阴离子——I3−，一种由3个碘原子构成的多碘离子。含有这种离子的化合物有三碘化钠、三碘化铊和三碘化铵([NH4][I3])。这些化合物中只有单个对应的碘离子。在其他一些化合物中，三碘化物中3个碘原子之间并没有形成共价键，也就是没有形成三碘阴离子。例如三碘化氮 (NI3)、三碘化磷、三碘化锑和三碘化镓 (Ga2I6)。一些阳离子理论上有可能同时形成这两种化合物，三碘化铊被认为是三碘化铊(I)，而三碘化铊(III)还未制得。
| 三碘阴离子 | |||
|---|---|---|---|
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| 识别 | |||
| CAS号 | 14900-04-0 
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| PubChem | 105054 | ||
| ChemSpider | 94786 | ||
| SMILES |
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| 性质 | |||
| 化学式 | I− 3 | ||
| 摩尔质量 | 380.71341 g·mol⁻¹ | ||
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |||
三碘阴离子
三碘阴离子是最简单的多碘离子，一些原子数更多的多碘离子也存在。在溶液中，它在低浓度时显黄色而在高浓度时为棕色。淀粉与碘单质反应显紫黑色正是因为形成了这种离子。碘离子不与淀粉反应，碘单质在非极性溶剂中也不能反应。卢戈氏碘液含有碘化钾，因此大量的碘能溶解在其中。
碘酒是将碘溶解在乙醇中配制而成的，它也含有大量的三碘阴离子，因为其中含有碘离子和水。
形成与结构
下面这个吸热的可逆反应增加了三碘阴离子的浓度：
- I2 + I− ⇌ I3−
这个反应属于错合反应。这个反应与硫化钠和硫单质的反应类似，但高级的多碘离子具有支链而多硫离子是链状的。[1]
这种离子是直线型的，与价层电子对互斥理论的预测相同。对这种超价离子的简单解释是三中心四电子键。三碘化物中的键角和键长并不相同，取决于阳离子的性质。
三碘阴离子在溶液中的键长与键角由溶剂的性质决定。质子溶剂会集中三碘阴离子的负电荷，使它不对称。[2][3]举个例子，甲醇中的三碘阴离子呈角形，其负电荷集中在较长的键上。[4]
少数几个化合物中三碘阴离子的有关键长与键角的差别列在下表中：
| 化合物 | Ia–Ib (pm) | Ib–Ic (pm) | 键角 (°) |
|---|---|---|---|
| TlI3 | 306.3 | 282.6 | 177.9 |
| RbI3 | 305.1 | 283.3 | 178.11 |
| CsI3 | 303.8 | 284.2 | 178.00 |
| NH4I3 | 311.4 | 279.7 | 178.55 |
| 甲醇溶液[4] | 309.0 | 296.0 | 152.0 |
但是在与大阳离子形成的化合物(C
6H
5)
4AsI
3中，两个I-I键的键长却是相等的。这可能是因为大阳离子的极化能力较弱，对阴离子的影响较小[5]。
参考资料
- ^ Wells, A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry, Oxford: Clarendon Press. ISBN 0-19-855370-6.
- ^ Johnson, Alan E.; Myers, Anne B. Solvent Effects in the Raman Spectra of the Triiodide Ion: Observation of Dynamic Symmetry Breaking and Solvent Degrees of Freedom. The Journal of Physical Chemistry. 1 January 1996, 100 (19): 7778–7788 [2024-01-19]. ISSN 0022-3654. doi:10.1021/jp953052x. （原始内容存档于2022-11-26） （英语）.
- ^ Lynden-Bell, R. M.; Kosloff, R.; Ruhman, S.; Danovich, D.; Vala, J. Does solvation cause symmetry breaking in the I3− ion in aqueous solution?. The Journal of Chemical Physics. 8 December 1998, 109 (22): 9928–9937. ISSN 0021-9606. doi:10.1063/1.477659.
- ^ 4.0 4.1 Heo, Jun; Kim, Jong Goo; Choi, Eun Hyuk; Ki, Hosung; Ahn, Doo-Sik; Kim, Jungmin; Lee, Seonggon; Ihee, Hyotcherl. Determining the charge distribution and the direction of bond cleavage with femtosecond anisotropic x-ray liquidography. Nature Communications. 26 January 2022, 13 (1): 522. ISSN 2041-1723. PMC 8792042
. PMID 35082327. doi:10.1038/s41467-022-28168-0 （英语）.
- ^ 刘新锦、朱亚先、高飞. 《无机元素化学》. 北京: 科学出版社. 2010: P153. ISBN 978-7-03-026399-5.
参见
外部链接
- Kinetic Study of the iodine-persulfate reaction（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Determination of Hydrogen Peroxide Concentration