Галогениды таллия - Thallium halides

В галогениды таллия включить моногалогениды, куда таллий имеет степень окисления +1, тригалогениды, в которых таллий обычно имеет степень окисления +3, и некоторые промежуточные галогениды, содержащие таллий, со смешанными степенями окисления +1 и +3. Эти материалы находят применение в специализированных оптических установках, таких как фокусирующие элементы в исследованиях. спектрофотометры. По сравнению с более распространенными селенид цинка Такие материалы, как бромиодид таллия, на основе оптики обеспечивают передачу на более длинных волнах. в инфракрасный, это позволяет измерять высоту до 350 см.−1 (28 мкм), в то время как селенид цинка непрозрачен на 21,5 мкм, а оптика из ZnSe, как правило, пригодна для использования только до 650 см−1 (15 мкм).

Моногалогениды

Иодид таллия (I) имеет кристаллическую структуру CsCl.

Все моногалогениды содержат таллий с степень окисления +1. Можно провести параллели между галогенидами таллия (I) и соответствующими им. серебро соли, например хлорид и бромид таллия (I), чувствительны к свету, а фторид таллия (I) более растворим в воде, чем хлорид и бромид.

Фторид таллия (I)
TlF представляет собой белое кристаллическое твердое вещество с т.пл. 322 ° C. Он легко растворяется в воде, в отличие от других Tl (I) галогениды. Форма для нормальной комнатной температуры имеет аналогичную структуру α-PbO который имеет искаженную структуру каменной соли с по существу пятикоординатным таллием, шестой ион фтора находится на 370 пм. При 62 ° C он переходит в тетрагональную структуру. Эта структура не меняется до давления 40 ГПа.[1]
Структура при комнатной температуре была объяснена с точки зрения взаимодействия между Tl 6s и состояниями F 2p, создающими сильно разрыхляющие состояния Tl-F. Структура искажается, чтобы минимизировать эти неблагоприятные ковалентные взаимодействия.[2]
Хлорид таллия (I)
TlCl представляет собой светочувствительное белое кристаллическое вещество с температурой плавления 430 ° C. Кристаллическая структура такая же, как CsCl.
Бромид таллия (I)
TlBr представляет собой светочувствительное кристаллическое вещество бледно-желтого цвета с температурой плавления 460 ° C. Кристаллическая структура такая же, как CsCl.
Иодид таллия (I)
При комнатной температуре TlI представляет собой желтое кристаллическое твердое вещество, т.пл. 442 ° C. Кристаллическая структура представляет собой искаженную структуру каменной соли, известную как β-TlI структура. При более высоких температурах цвет меняется на красный со структурой, такой же как CsCl.[3]

Смешанные галогениды таллия (I)

Бромиодид таллия и бромхлорид таллия представляют собой смешанные соли таллия (I), которые используются в спектроскопии в качестве оптического материала для передачи, преломления и фокусировки инфракрасная радиация. Материалы были впервые выращены Р. Купсом в лаборатории Александр Смакула на Carl Zeiss Optical Works, Йена в 1941 г.[4][5] Красный бромиодид получил код КРС-5. [6] и бесцветный бромхлорид КРС-6 [7] и вот как они широко известны. Префикс KRS - это сокращение от «Kristalle aus dem Schmelz-fluss» (кристаллы из расплава). Состав КРС-5 и КРС-6 приближается к TlBr0.4я0.6 и TlBr0.3Cl0.7. KRS-5 является наиболее часто используемым, поскольку он относительно нерастворим в воде и не растворяется в воде.гигроскопичный, сделайте его альтернативой KBr, CsI и AgCl.[8]

Тригалогениды

Тригалогениды таллия менее стабильны, чем их соответствующие аналоги из алюминия, галлия и индия, и химически совершенно различны. Трииодид не содержит таллий с степень окисления +3, но представляет собой соединение таллия (I) и содержит линейные трииодид (I3−) ион.

Фторид таллия (III)
TlF3 представляет собой белое кристаллическое твердое вещество, т.пл. 550 ° C. Кристаллическая структура такая же, как YF3 и β-BiF3. В этом случае атом таллия имеет 9 координат (треугольная тригональная призма). Его можно синтезировать фторированием оксида Tl2О3, с F2, BrF3 или же SF4 при 300 ° С.
Хлорид таллия (III)
TlCl3 имеет искаженный Cr (III) хлорид структура как AlCl3 и InCl3. Твердый TlCl3 нестабильно и непропорционально при 40 ° C, теряя хлор, чтобы дать TlCl. Его можно приготовить в CH3CN путем обработки раствора TlCl с Cl2 газ.
Бромид таллия (III)
Это нестабильное соединение непропорционально при температуре менее 40 ° C до TlBr2. Его можно приготовить в CH3CN обработкой раствора TlBr с Br2 газ. В воде тетрагидратный комплекс можно получить добавлением брома к перемешиваемой суспензии TlBr.[9]
Трииодид таллия (I)
TlI3 представляет собой черное кристаллическое твердое вещество, полученное из TlI и я2 в водном HI. Он не содержит таллий (III), но имеет такую ​​же структуру, как CsI.3 содержащий линейный I3− ион.

Галогениды смешанной валентности

Как группа они недостаточно охарактеризованы. Они содержат как Tl (I), так и Tl (III), где атом таллия (III) присутствует в виде комплексных анионов, например TlCl4−.

TlCl2
Это сформулировано как TlяTlIIICl4.
Tl2Cl3
Это желтое соединение сформулировано Tlя3 TlIIICl6.[10]
Tl2Br3
Это соединение похоже на Tl2Cl3 и сформулирован Tlя3TlIIIBr6[11]
TlBr2
Формула этого бледно-коричневого твердого вещества TlяTlIIIBr4
Tl3я4
Об этом соединении сообщалось как о промежуточном продукте в синтезе TlI3 из TlI и я2. Состав не известен.

Галогенидные комплексы

Комплексы таллия (I)
Таллий (I) может образовывать комплексы типа (TlX3)2− и (TlX4)3− как в растворе, так и при включении галогенидов таллия (I) в галогениды щелочных металлов. Эти легированные галогениды щелочных металлов имеют новые n-полосы поглощения и излучения и используются в качестве люминофоров в сцинтилляционные детекторы излучения.
Фторидные комплексы таллия (III)
Соли NaTlF4 и Na3TlF6 не содержат дискретных четырехгранный и восьмигранный анионы. Структура NaTlF4 такой же как флюорит (CaF2) с Naя и TlIII атомы, занимающие координату 8 CaII места. Na3TlF6 имеет ту же структуру, что и криолит, Na3AlF6. При этом атомы таллия октаэдрически скоординировано. Оба соединения обычно считаются смешанными солями Na+ и Tl3+.
Хлоридные комплексы таллия (III)
Соли четырехгранный TlCl4− и восьмигранный TlCl63−известны с различными катионами.
Соли, содержащие TlCl52− с квадратно-пирамидальной структурой. Некоторые соли, которые номинально содержат TlCl52− действительно содержат димерный анион Tl2Cl104−, длинноцепочечные анионы, где TlIII является 6-координатной, а восьмигранный единицы связаны мостиковыми атомами хлора или смешанными солями TlIIICl4 и TlIIICl6.[12]
Ион Tl2Cl93− где атомы таллия октаэдрически координированный с тремя мостиковыми атомами хлора был идентифицирован в соли цезия, Cs3Tl2Cl9.
Бромидные комплексы таллия (III)
Соли TlIIIBr4− и TlIIIBr63− известны с различными катионами.
TlBr52− анион был охарактеризован в ряде солей и является тригонально-бипирамидный. Некоторые другие соли, которые номинально содержат TlBr52− смешанные соли, содержащие TlBr4− и Br−.[13]
Иодидные комплексы таллия (III)
Соли TlIIIя4− известны. В TlIII анион стабилен, даже если трииодид является соединением таллия (I).

Рекомендации

  1. ^ У. Хаусерманн, П. Берастеги, С. Карлсон, Дж. Хейнс, Дж. Леджер Angewandte Chemie, 31, стр. 4760 (2001)
  2. ^ A-V Mudring Eur. J. Inorg. Chem. 2007, 882
  3. ^ Мир, Васим Дж .; Варанкар, Авинаш; Ачарья, Ашутош; Дас, Шьямаши; Мандал, Панкадж; Наг, Ангшуман (2017). «Коллоидные нанокристаллы галогенида таллия с приемлемой люминесценцией, подвижностью носителей и длиной диффузии». Химическая наука. 8 (6): 4602–4611. Дои:10.1039 / C7SC01219E. ЧВК  5618336. PMID  28970882.
  4. ^ Купс Р. (1948). «Объекты оптического строения из бинарных смешанных кристаллов». Optik (3): 298–304.
  5. ^ Смакула А., Я. Калнайс и В. Силс (март 1953 г.). «Неоднородность смешанных кристаллов галогенида таллия и ее устранение». Лаборатория исследования изоляции Технический отчет 67. Массачусетский Институт Технологий. Получено 17 октября, 2012.
  6. ^ Данные Crystran для KRS5 http://www.crystran.co.uk/krs5-thallium-bromoiodide-tlbrtli.htm
  7. ^ Данные Crystran для KRS6 http://www.crystran.co.uk/krs6-thallium-bromochloride-tlbrtlcl.htm
  8. ^ Фрэнк Твайман (1988) Изготовление призм и линз: Учебник для стеклодувов CRC Press ISBN  0-85274-150-2, стр.170
  9. ^ Глейзер Дж. (1979) Acta Chem. Сканд. А33, 789. Т605.
  10. ^ Боме Р., Рат Дж., Грюнвальд Б., Тиле Г., Z. Naturforsch. B 36, 1366 (1980).
  11. ^ Аккерманн Р., Хиршле К., Роттер Х.В., Тиле Г. Z. fur Anorg. Allgem. Chemie 2002, 628(12), 2675-2682.
  12. ^ Джеймс М. А., Клайберн Дж. А. К., Линден А., Джеймс Б. Д., Лизеганг Дж., Цузич В. Может. J. Chem., 1996, 74, 1490
  13. ^ Линден А., Ньюджент К.В., Петридис А., Джеймс Б. Д., Неорг. Чим. Acta, 1999, 285, 122.

Дальнейшая информация

  1. Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. ISBN  978-0-08-037941-8.
  2. Коттон, Ф. Альберт; Уилкинсон, Джеффри; Мурильо, Карлос А .; Бохманн, Манфред (1999), Продвинутая неорганическая химия (6-е изд.), Нью-Йорк: Wiley-Interscience, ISBN  0-471-19957-5