Монохлорид йода

Монохлорид йода — интергалогенид, бинарное неорганическое соединение йода и хлора с формулой ICl, тёмно-красная жидкость или рубиново-красные (α-форма) или красно-коричневые (β-форма) кристаллы. Реагирует с водой.

Получение

• Действие хлора на йод:

 Cl₂ + I₂  →^45oC  2 ICl

• Разложение гексахлорида дииода:

 I₂Cl₆  →^64−77oC  2 ICl + 2 Cl₂

Физические свойства

Монохлорид йода — тёмно-красная жидкость или кристаллы: рубиново-красные (α-форма) или красно-коричневые (β-форма).

Имеет две полиморфные формы:

• α-ICl, рубиново-красные кристаллы моноклинной сингонии, пространственная группа P 2₁/c, параметры ячейки a = 1,260 нм, b = 0,438 нм, c = 1,190 нм, β = 119,5°, Z = 8, d = 3,85 г/см³; плавится при 27,2 °C;
• β-ICl, красно-коричневые кристаллы моноклинной сингонии, пространственная группа P 2₁/c, параметры ячейки a = 0,8883 нм, b = 0,8400 нм, c = 0,7568 нм, β = 91,35°, Z = 8, d = 3,66 г/см³; плавится при 13,9 °C.

Растворяется в этаноле, сероуглероде и диэтиловом эфире, в трихлориде мышьяка, диоксиде серы, оксихлориде серы, безводной уксусной кислоте.

В газовой фазе энтальпия образования 17,4 кДж/моль, теплоёмкость при постоянном давлении 35,5 Дж/(моль·К), энтропия 239,9 Дж/(моль·К).

Кипит (с разложением) при 97,4 °C.

Химические свойства

Свойства монохлорида йода определяются непрочностью и сильной поляризованностью связи  I⁺ − Cl⁻

Так, Монохлорид йода обратимо разлагается при нагревании выше температуры кипения:

 2 ICl   ⇄ I₂ + Cl₂

Поляризация связи приводит к тому, что во многих случаях Монохлорид йода выступает в роли источника катиона йода. Так, он реагирует с холодной водой с образованием иодноватистой кислоты:

 ICl + H₂O  →  HCl + HIO

При взаимодействии с горячей водой образовавшаяся образующаяся иодноватистая кислота in situ диспропорционирует на йод и йодноватую кислоту:

 5 ICl + 3 H₂O  →^90oC  5 HCl + HIO₃ + 2 I₂ ↓

аналогично протекает реакция при взаимодействии с щелочами:

 3 ICl + 6 NaOH  →  3 NaCl + 2 NaI + NaIO₃ + 3 H₂O

Хлорид йода может выступать как акцептором, так и донором хлорид-аниона. Так, в присутствии хлорид-анионов он образует комплексы — например, с концентрированной соляной кислотой и хлоридами тяжёлых щелочных металлов :

 ICl + HCl  ⇄  H[ICl₂]

 ICl + CsCl  ⇄  Cs[ICl₂]

При взаимодействии с кислотами Льюиса (AlCl₃, SbCl₅ и т.п.) Монохлорид йода отщепляет хлорид-анион, образуя соли катиона I₂Cl⁺:

 2 ICl + AlCl₃  ⇄  [I₂Cl]⁺ [AlCl₄]⁻

Горячая Серная кислота окисляет хлорид йода до йодноватой кислоты:

 ICl + 2 H₂SO₄  →^90oC   HCl + HIO₃ + 2 SO₂ ↑ + H₂O

Применение в органическом синтезе

Монохлорид йода применяется в органическом синтезе при прямом иодировании ароматических соединений: благодаря поляризации связи атом йода в ICl более электрофилен, чем в I₂, и хлорид йода является более энергичным йодирующим агентом, чем элементарный йод.

Монохлорид йода также способен присоединяться к двойным связям алкенов с образованием 1,2-хлорйодалканов.