三碘化氮

✍ dations ◷ 2025-04-04 12:21:18 #无机胺,碘化物,氮卤化物,爆炸物,烟火化学品

三碘化氮,或称碘化氮,是化学式为NI3的无机化合物。它是对接触极其敏感的爆炸物,少量即可引发爆炸而发出噼啪声,伴随有紫色碘蒸汽的生成。NI3可与NH3等生成一系列的加合物,结构复杂,但由于稳定性不强,因此研究不多。其中典型的如NI3·NH3,含有-N-I-骨架,是个聚合物。

NI3的分解反应为:

三碘化氮是深红色固体,1990年首次用X射线晶体学研究了其结构。当时的制备路线不含氨,是以氮化硼和一氟化碘在−30 °C和三氯一氟甲烷溶剂中反应制得的,产物纯但产率不高。 和氨及其他氮的三卤化物一样,NI3为三角锥型结构,分子对称性C3v

一般以碘和氨反应制备“三碘化氮”。于低温无水氨中反应时,反应的初始产物是NI3·(NH3)5,温度升高时该物质失去氨生成1:1的加合物NI3·NH3。而以碘和氨水反应时,首先生成的是碘代氨:

碘浓度足够大时,可析出黑色NI3·NH3固体:

这个加合物是法国化学家伯纳德·库图瓦在1812年首先发现的,但化学式却直到1905年才由斯尔波拉德(Silberrad)搞清楚。 它在固态时含有由类似硅氧四面体 的NI4四面体联结而成的 - NI2 - I - NI2 - I - NI2 - I - 长链,氨分子位于链间。此外,在(NI3·NH3)n结构中,N-I'-N'三原子为线形或接近线形,对称性很强,它们之间的作用力可以用分子轨道理论中的三中心四电子键来描述。

NI3·NH3在暗处和用氨润湿时是稳定的,干燥时按下列反应爆炸性分解:

热力学上,NI3·NH3的不稳定性可归咎于特别稳定的产物N2,氮分子中键级为3;然而其爆炸性亦可能与碘原子相对较大的半径导致的位阻有关。

除NI3·NH3外,三碘化氮还可与路易斯碱生成其他加合物,如:NI3·3 NH3、NI3·~5 NH3、NI3·C5H5N、NI3·CH3C5H4N、NI3·~5.5 C5H5NO和NI3·~2.5 C4H4S等。

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