Trifluoruro di iodio

Il trifluoruro di iodio o fluoruro di iodio(III) è il composto binario interalogenico dello iodio trivalente con il fluoro, avente formula IF₃. In questo fluoruro lo iodio è nello stato di ossidazione 3. È un solido giallo, stabile solo al di sotto di –28 °C.

Sintesi

Il composto fu descritto per la prima volta nel 1960 da Schmeisser e Scharf, che lo ottennero per sintesi diretta introducendo fluoro in una soluzione di iodio in CCl₃F a –78 °C. Le condizioni di sintesi vanno scelte con cura per evitare la formazione di IF₅. Un'altra possibilità è fluorurare lo iodio con difluoruro di xeno:

I₂ 3 XeF₂   →   2 IF₃ 3 Xe

Proprietà e struttura

Il trifluoruro di iodio è una sostanza termodinamicamente molto stabile (ΔH_ƒ° = -486 kJ/mol), ma cineticamente instabile: sopra a –28 °C, e molto più a temperatura ambiente, tende a disproporzionarsi in iodio elementare (I⁰) e pentafluoruro di iodio (I^V):

5 IF₃   →   I₂ 3 IF₅.

La struttura cristallina di IF₃ è ortorombica, gruppo spaziale Pcmn, con costanti di reticolo a = 465,0 pm, b = 655,5 pm, e c = 875,5 pm, con quattro unità formula per cella elementare. La molecola IF₃, avendo l'atomo di iodio centrale 3 legami sigma e due coppie solitarie, assume la forma a T prevista in base alla teoria VSEPR o anche in base all'ibridazione sp³d dell'atomo centrale di iodio. In ogni caso, ne risulta una struttura a bipiramide trigonale distorta in cui le tre posizioni equatoriali sono occupate da un F (F_eq) e due coppie solitarie, mentre le due assiali sono occupate da due F (F_ax). I due atomi F_ax, pressoché opposti, hanno distanze I–F di 198 pm e l'angolo F–I–F è di 160,3° (< 180°), mentre il fluoro equatoriale ha distanza I–F di 187 pm; per confronto, la lunghezza del legame I–F nel fluoruro di iodio(I) (190,97 pm) è intermedia, ma più vicina a quella del legame equatoriale. Come accade quasi invariabilmente, anche qui il legame equatoriale è più corto rispetto a quelli assiali. La molecola ha simmetria molecolare appartenente al gruppo puntuale C_2v.

Il trifluoruro di iodio è anche un acido di Lewis e in particolare un accettore di fluoruro, come pure gli analoghi BrF₃ e ClF₃: reagisce con i fluoruri alcalini formando l'anione complesso IF₄⁻ (tetrafluoroiodato(III)), che è planare quadrato, simmetria D_4h, con i fluori che occupano i vertici del quadrato di base di un ottaedro e i due doppietti liberi che occupano due vertici liberi opposti dell'ottaedro; ad esempio, con il fluoruro di cesio si ha:

CsF IF₃   →   Cs [IF₄]⁻

Può anche accettare altri ioni fluoruro formando l'anione esafluoroiodato(III):

3 CsF IF₃   →   [Cs ]₃[IF₆]³⁻

Come altri fluoruri di alogeno, IF₃ è sensibile all'idrolisi ed è un forte agente fluorurante e ossidante in genere, ma in questo è meno efficace degli altri trifluoruri di alogeno, BrF₃ o ClF₃.

Note

Bibliografia

• (EN) N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the elements, 2ª ed., Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4.
• (DE) A. F. Holleman e N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, Berlino, Walter de Gruyter, 2007, ISBN 978-3-11-017770-1.
• (EN) S. Hoyer e K. Seppelt, <1448::AID-ANIE1448>3.0.CO;2-G The structure of IF₃, in Angew. Chem. Int. Ed., vol. 39, n. 8, 2000, pp. 1448-1449, DOI:10.1002/(SICI)1521-3773(20000417)39:8<1448::AID-ANIE1448>3.0.CO;2-G.
• (DE) M. Schmeisser e E. Scharf, Über Jodtrifluorid JF₃ und Jodmonofluorid JF, in Angew. Chem., vol. 72, n. 9, 1960, pp. 324-324, DOI:10.1002/ange.19600720912.
• (DE) M. Schmeisser, W. Ludovici, D. Naumann, P. Sartori e E. Scharf, Zur Kenntnis des Jodtrifluorids, in Chem. Ber., vol. 101, n. 12, 1968, pp. 4214-4220, DOI:10.1002/cber.19681011221.

Voci correlate

• Tricloruro di iodio
• Fluoruro di iodio(I)
• Pentafluoruro di iodio
• Eptafluoruro di iodio

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