Polyjodidy

Polyjodidy jsou třídou polyhalogenových iontů složenou pouze z atomů jodu.[1][2] Nejběžnějším členem této třídy je trijodidový iont (I −
3 ). Mezi další známé větší polyjodidy patří [I4]2−, [I5]−, [I6]2−, [I7]−, [I8]2−, [I9]−, [I10]2−, [I10]4−, [I11]3−, [I12]2−, [I13]3−, [I14]4−, [I16]2−, [I22]4−, [I26]3−, [I26]4−, [I28]4− a [I29]3−. Všechny je lze považovat za produkty reakcí I−, I2 a I −
3 .

Příprava

Polyjodidy lze připravit přidáním stechiometrického množství I2 do roztoku obsahujícího I− a I −
3  za přítomnosti velkých protikationtů pro jejich stabilizaci. Například KI3·H2O lze krystalizovat z nasyceného roztoku jodidu draselného po přidání stechiometrického množství I2 a ochlazení.[3]

Struktura

14členné kruhové pole atomů jódu v [([16]anS4)PdIPd([16]anS4)][I11]
Primitivní kubická mřížka jodidových iontů spojených molekulami I2, přítomná v [Cp*2Fe]4[I26]

Polyjodidy mají rozdílné struktury. Většinou je lze považovat za asociace I−, I2 a I −
3 . Diskrétní polyjodidy jsou většinou lineární. Složitější dvou- nebo trojrozměrné struktury řetězců a klecí jsou tvořeny, když ionty vzájemně spolu interagují, přičemž jejich tvary silně závisejí na jejich protikationtech.[4][5] V následující tabulce jsou uvedeny polyjodidové soli, které byly strukturně charakterizovány, spolu s jejich protikationty:[6]

Struktura vyšších polyjodidů
Aniont Protikationt Popis struktury
[I2]− Na(C3H6O) +
3  		lineární[7][8]
[I3]− Cs+, (C4H9)4N+ lineární
[I4]2− [Cu(NH3)4]2+ symetrické lineární pole atomů jodu[9]
[I5]− [EtMe3N]+ tvar V s polymerními vrstvami
[EtMePh2N]+ tvar V s izolovanými ionty [I5]−
[I6]2− [NH3(CH2)8NH3]2+ skoro lineární[10]
[I7]− [Ag(18anS6)]+ aniontová síť odvozená z primitivní romboedrické mřížky jodidových iontů přemostěných molekulami I2
[I8]2− [Ni(phen)3]2+ pravidelné aniontové tvary, lze je popsat jako [I −
3 ·I2·I −
8 ] nebo [I −
3 ·I −
5 ]
[I9]− [Me2iPrPhN]+ 14-členné kruhy spojené dvěma můstky I2, vznikají 10členné kruhy
[Me4N]+ neoktaedrické, zkroucené úspořádání "h" I2 a I −
3  jednotek
[I10]2− [Cd(12-crown-4)2]2+

Theophyllinium

zkroucený kruh se dvěma jednotkami I −
3  spojenými dvěma molekulami I2[11]
[I11]3− [(16anS4)PdIPd(16anS4)]3+ 14-členný kruh (9,66 × 12,64 Å) okolo komplexního aniontu, přičemž kruhy se dále propojují za vzniku nekonečné 2D struktury
[I12]2− [Ag2(15anS5)2]2+ rozšířená 3D spirální nádstavba podporovaná vazbami Ag-I a slabými interakcemi I···S
[Cu(Dafone)3]2+ planární
[I13]3− [Me2Ph2N]+ klikaté řetězce I− a I2
[I14]4− 4,4′-bipyridinium dvojitý hák (I −
3 ·I2·I−·I2·I−·I2·I −
3 )[12]
[I16]2− [Me2Ph2N]+ středově symetrické uspořádání [I −
7 ·I2·I −
7 ]
[iPrMe2PhN]+ anion tvoří 14členné kruhy propojené molekulami I2, které se dále spojují do vrstev s 10- a 14člennými kruhy
[I22]4− [MePh3P]+ dvě jednotky [I5]− tvaru L spojené molekulou I2 a doplněné dvěma koncovými [I5]− skupinami
[I26]3− [Me3S]+ skládá se z iontů [I5]− a [I7]− s interkalovanými molekulami I2
[I26]4− Cp*2Fe+ aniontová síť odvozená z primitivní kubické mřížky postavené z I− iontů s I2 můstky na všech hranách a systematicky odstraňující 1/12 molekul I2
[I29]3− Cp2Fe+ aniontová 3D klencová struktura [{(I -
5 )1⁄2·I2}·{(I 2-
12 )1⁄2·I2}·I2], s ionty [Cp2Fe]+ interagujícími s anionty v kavitách[13]
[I∞]δ− Pyrroloperylene+• nekonečný polyjodidový homopolymer[14]
Struktura některých polyjodidových iontů

Reaktivita

Sloučeniny polyjodidů jsou obecně citlivé na světlo.

Trijodid I −
3  podléhá unimolekulární fotolýze.[15][16] Polyjodid byl využit ke zlepšení škálovatelnosti při syntéze perovskitu, který byl využit ve fotovoltaických článcích.[17]

Vodivost

Polyjodidové sloučeniny v pevném stavu s lineárním řetězcem vykazují zvýšenou vodivost, než jiné jednoduché jodidy.[18][19] Vodivost může být výrazně změněna vnějším tlakem, který mění meziatomové vzdálenosti mezi jodovými částmi a rozložení náboje.[20]

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Polyiodide na anglické Wikipedii.

  1. ↑ HOUSECROFT, Catherine E.; SHARPE, A. G. Inorganic Chemistry. [s.l.]: Pearson Prentice Hall 1140 s. Dostupné online. ISBN 978-0-13-175553-6. S. 547. (anglicky) 
  2. ↑ KLOO, Lars. Catenated compounds in group 17—polyhalides. [s.l.]: Elsevier Dostupné online. ISBN 978-0-12-823153-1. DOI 10.1016/b978-0-12-823144-9.00013-3. S. 1021–1049. (anglicky) DOI: 10.1016/B978-0-12-823144-9.00013-3. 
  3. ↑ BRAUER, Georg. Handbook of Preparative Inorganic Chemistry. Svazek 1. [s.l.]: [s.n.], 1963. (2). Dostupné online. ISBN 978-0-12-395590-6. DOI 10.1016/B978-0-12-395590-6.X5001-7. Kapitola Potassium triiodide, s. 294. (anglicky) 
  4. ↑ SVENSSON, Per H.; GORLOV, Mikhail; KLOO, Lars. Dimensional Caging of Polyiodides. Inorganic Chemistry. 2008-12-15, roč. 47, čís. 24, s. 11464–11466. Dostupné online [cit. 2023-12-06]. ISSN 0020-1669. DOI 10.1021/ic801820s. (anglicky) 
  5. ↑ GARCÍA, Marcos D.; MARTÍ-RUJAS, Javier; METRANGOLO, Pierangelo. Dimensional caging of polyiodides: cation-templated synthesis using bipyridinium salts. CrystEngComm. 2011, roč. 13, čís. 13, s. 4411. Dostupné online [cit. 2023-12-06]. ISSN 1466-8033. DOI 10.1039/c0ce00860e. (anglicky) 
  6. ↑ Encyclopedia of Inorganic Chemistry. Příprava vydání R. Bruce King, Robert H. Crabtree, Charles M. Lukehart, David A. Atwood, Robert A. Scott. 1. vyd. [s.l.]: Wiley Dostupné online. ISBN 978-0-470-86078-6, ISBN 978-0-470-86210-0. DOI 10.1002/0470862106. (anglicky) DOI: 10.1002/0470862106. 
  7. ↑ RZEPA, Henry. The mystery of the Finkelstein reaction. Henry Rzepa's Blog [online]. 2009-05-16 [cit. 2023-12-06]. Dostupné online. (anglicky) 
  8. ↑ HOWIE, R. Alan; WARDELL, James L. Polymeric tris(μ 2 -acetone-κ 2 O : O )sodium polyiodide at 120 K. Acta Crystallographica Section C Crystal Structure Communications. 2003-05-15, roč. 59, čís. 5, s. m184–m186. Dostupné online [cit. 2023-12-06]. ISSN 0108-2701. DOI 10.1107/S0108270103006395. 
  9. ↑ SVENSSON, Per H.; KLOO, Lars. Synthesis, Structure, and Bonding in Polyiodide and Metal Iodide−Iodine Systems. Chemical Reviews. 2003-05-01, roč. 103, čís. 5, s. 1649–1684. Dostupné online [cit. 2023-12-06]. ISSN 0009-2665. DOI 10.1021/cr0204101. (anglicky) 
  10. ↑ VAN MEGEN, Martin; REISS, Guido. I62− Anion Composed of Two Asymmetric Triiodide Moieties: A Competition between Halogen and Hydrogen Bond. Inorganics. 2013-10-31, roč. 1, čís. 1, s. 3–13. Dostupné online [cit. 2023-12-06]. ISSN 2304-6740. DOI 10.3390/inorganics1010003. (anglicky) 
  11. ↑ REISS, Guido J. A cyclic I 10 2− anion in the layered crystal structure of theophyllinium pentaiodide, C 7 H 9 I 5 N 4 O 2. Zeitschrift für Kristallographie - New Crystal Structures. 2019-06-26, roč. 234, čís. 4, s. 737–739. Dostupné online [cit. 2023-12-06]. ISSN 2197-4578. DOI 10.1515/ncrs-2019-0082. (anglicky) 
  12. ↑ REISS, Guido J.; MEGEN, Martin van. Two New Polyiodides in the 4,4´-Bipyridinium Diiodide/Iodine System. Zeitschrift für Naturforschung B. 2012-01-01, roč. 67, čís. 1, s. 5–10. Dostupné online [cit. 2023-12-06]. ISSN 1865-7117. DOI 10.1515/znb-2012-0102. (anglicky) 
  13. ↑ TEBBE, Karl‐Friedrich; BUCHEM, Rita. Das bisher iodreichste Polyiodid: Herstellung und Struktur von Fc 3 I 29. Angewandte Chemie. 1997-06-16, roč. 109, čís. 12, s. 1403–1405. Dostupné online [cit. 2023-12-06]. ISSN 0044-8249. DOI 10.1002/ange.19971091233. (anglicky) 
  14. ↑ MADHU, Sheri; EVANS, Hayden A.; DOAN‐NGUYEN, Vicky V. T. Infinite Polyiodide Chains in the Pyrroloperylene–Iodine Complex: Insights into the Starch–Iodine and Perylene–Iodine Complexes. Angewandte Chemie International Edition. 2016-07-04, roč. 55, čís. 28, s. 8032–8035. Dostupné online [cit. 2023-12-06]. ISSN 1433-7851. DOI 10.1002/anie.201601585. (anglicky) 
  15. ↑ HOOPS, Alexandra A.; GASCOOKE, Jason R.; FAULHABER, Ann Elise. Two- and three-body photodissociation of gas phase I3−. The Journal of Chemical Physics. 2004-05-01, roč. 120, čís. 17, s. 7901–7909. Dostupné online [cit. 2023-12-06]. ISSN 0021-9606. DOI 10.1063/1.1691017. (anglicky) 
  16. ↑ NAKANISHI, Ryuzo; SAITOU, Naoya; OHNO, Tomoyo. Photodissociation of gas-phase I3−: Comprehensive understanding of nonadiabatic dissociation dynamics. The Journal of Chemical Physics. 2007-05-28, roč. 126, čís. 20. Dostupné online [cit. 2023-12-06]. ISSN 0021-9606. DOI 10.1063/1.2736691. (anglicky) 
  17. ↑ TURKEVYCH, Ivan; KAZAOUI, Said; BELICH, Nikolai A. Strategic advantages of reactive polyiodide melts for scalable perovskite photovoltaics. Nature Nanotechnology. 2019-01, roč. 14, čís. 1, s. 57–63. Dostupné online [cit. 2023-12-06]. ISSN 1748-3387. DOI 10.1038/s41565-018-0304-y. (anglicky) 
  18. ↑ ALVAREZ, Santiago; NOVOA, Juan; MOTA, Fernando. The mechanism of electrical conductivity along polyhalide chains. Chemical Physics Letters. 1986-12, roč. 132, čís. 6, s. 531–534. Dostupné online [cit. 2023-12-06]. DOI 10.1016/0009-2614(86)87118-4. (anglicky) 
  19. ↑ YU, Hongtao; YAN, Lijia; HE, Yaowu. An unusual photoconductive property of polyiodide and enhancement by catenating with 3-thiophenemethylamine salt. Chemical Communications. 2017, roč. 53, čís. 2, s. 432–435. Dostupné online [cit. 2023-12-06]. ISSN 1359-7345. DOI 10.1039/C6CC08595D. (anglicky) 
  20. ↑ PORĘBA, Tomasz; ERNST, Michelle; ZIMMER, Dominik. Pressure‐Induced Polymerization and Electrical Conductivity of a Polyiodide. Angewandte Chemie International Edition. 2019-05-13, roč. 58, čís. 20, s. 6625–6629. Dostupné online [cit. 2023-12-06]. ISSN 1433-7851. DOI 10.1002/anie.201901178. (anglicky) 

Související články

Zdroj