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Stickstoffhalogenide Strukturen der Pyramidale Struktur der StickstofftrihalogenideStruktur der beiden möglichenSticksto

Stickstoffhalogenide

Strukturen der Stickstoffhalogenide

Pyramidale Struktur der
Stickstofftrihalogenide

Struktur der beiden möglichen
Stickstoff-Wasserstoff-Halogenide:
das zentrale N-Atom jeweils in blau,
die Halogenatome (X) in rot

Struktur der Distickstoff-Tetrahalogenide:
die Halogenatome (X) sind jeweils rot,
man beachte die einsamen
Elektronenpaare (in blau)

Struktur der Distickstoff-Dihalogenide:
hier treten cis/trans-Isomere auf

Stickstoffhalogenide sind binäre Verbindungen des Stickstoff mit Halogenen. Bei den meisten bisher bekannten Vertretern besitzen diese die Zusammensetzung NX3 (mit X = Halogen), es sind aber auch Halogenamine bzw. Halogenidhydride und Verbindungen mit zwei oder drei Stickstoffatomen pro Molekül bekannt.

Stickstofftrihalogenide NX3 Bearbeiten

Die Stickstofftrihalogenide besitzen analog zum Ammoniak (NH3) eine pyramidale Struktur mit 3 gleichwertigen Halogenatomen. Außer dem Stickstofftrifluorid sind diese Stickstoffhalogenide endotherme Verbindungen, die beim Erhitzen oder teils bei Berührung explodieren. Folgende pyramidalen Stickstofftrihalogenide sind bekannt:

Aufsteigend mit dem beteiligten Halogen variieren auch die Stabilität, Farbe und Struktur der Stickstofftrihalogenide:

  • das farblose Fluorid und das gelbe Chlorid bilden relativ stabile Einzelmoleküle, die sich erst beim Erhitzen zersetzen,
  • das äußerst instabile, rote Bromid kann sowohl monomere, als auch polymere Modifikationen ausbilden,
  • das hochexplosive Iodid schließlich liegt nur als schwarzes Polymer vor.

Stickstoffwasserstoffhalogenide Bearbeiten

Neben binären Halogeniden wurden auch ebenfalls pyramidal gebaute Stickstoffwasserstoffhalogenide oder Stickstoffhalogenidhydride der Typen NHX2 und NH2X gefunden, die auch als Halogenamine bezeichnet werden. Diese sind keine binären Verbindungen und im strengen Sinne keine Stickstoffhalogenide, werden aber von den meisten Lehrbüchern dennoch zu dieser Gruppe gezählt. Dazu gehören:

Monohalogenamine NH2X Bearbeiten

Dihalogenamine NHX2 Bearbeiten

Höhere Stickstoffhalogenide Bearbeiten

Neben den vom Ammoniak abgeleiteten, einfach-pyramidalen Stickstofftrihalogeniden und Halogenaminen existieren auch einige Verbindungen mit zwei oder drei Stickstoffatomen im Molekül. Die Distickstofftetrahalogenide N2X4 sind bipyramidal aufgebaut, ähnlich dem Ethan, wobei jedoch ein Wasserstoffatom durch ein freies Elektronenpaar ersetzt ist bzw. analog zu Hydrazin. Die Distickstoffdihalogenide N2X2 besitzen eine N=N-Doppelbindung und es treten cis-trans-Isomere auf. Die Halogenazide N3X sind Derivate der Stickstoffwasserstoffsäure und besitzen deren Struktur. Die einzig stabile, nicht endotherme Verbindung ist das Distickstofftetrafluorid, alle anderen Verbindungen sind nur bei tiefen Temperaturen darstellbar und empfindlich auf Schlag und Temperaturerhöhung.

Distickstofftetrahalogenide N2X4 Bearbeiten

Distickstoffdihalogenide N2X2 Bearbeiten

Halogenazide N3X Bearbeiten

Übersicht wichtiger Eigenschaften Bearbeiten

Eigenschaften der Stickstoffhalogenide
Stickstoffwasserstoffmonohalogenide
Name Monofluoramin Monochloramin Monobromamin Monoiodamin
Kurzbeschreibung farbloses Gas farbloses Gas rotviolette Substanz schwarze Substanz
Entdeckung (Jahr, Person) 1988, Minkwitz 1923, Marckwand, Wille ? 1962, Jander
Smp./Sdp. (°C) ~ −100 °C (Zers.) / – ~ −70 °C, > −110 °C Zers. ? > −90 °C Zers.
ΔHf0 (kJ) (=Standardbildungsenthalpie) ? 390 kJ ? ?
Stickstoffwasserstoffdihalogenide
Name Difluoramin Dichloramin Dibromamin Diiodamin
Kurzbeschreibung farbloses Gas gelbes Gas orangefarbene Substanz schwarze Substanz
Entdeckung (Jahr, Person) 1931, Ruff 1929, Chapin 1958, Jander 1962, Jander
Smp./Sdp. (°C) −116,4 °C / −23,6 °C Zersetzung ? > −60 °C Zers.
ΔHf0 (kJ) −67 kJ ? ? ?
Stickstofftrihalogenide
Name Stickstofftrifluorid Stickstofftrichlorid Stickstofftribromid Stickstofftriiodid
Kurzbeschreibung farbloses Gas gelbes Öl tiefrote Kristalle tiefrote Substanz
Entdeckung (Jahr, Person) 1928, Ruff 1811, Dulong 1975, Jander 1990, Klapötke
Smp./Sdp. (°C) −206,8 °C / −129,0 °C −40 °C / 71 °C > −100 °C Explosion > −78 °C Zers.
ΔHf0 (kJ) −125 kJ + 229 kJ ? + 290 kJ
Distickstofftetrahalogenide
Name Distickstofftetrafluorid Distickstofftetrachlorid Distickstofftetrabromid Distickstofftetraiodid
Kurzbeschreibung farbloses Gas ? – –
Entdeckung (Jahr, Person) 1957, Colburn ? – –
Smp./Sdp. (°C) −164,5 °C / −73 °C ? – –
ΔHf0 (kJ) ? ? – –
Distickstoffdihalogenide
Name Distickstoffdifluorid Distickstoffdichlorid Distickstoffdibromid Distickstoffdiiodid
Kurzbeschreibung farbloses Gas ? – –
Entdeckung (Jahr, Person) 1942, Haller ? – –
Smp./Sdp. (°C) trans: −172 °C / −114,4 °C

cis: −195 °C / −105,7 °C

? – –
ΔHf0 (kJ) trans: 82,1 kJ

cis: 69,5 kJ

? – –
Tristickstoffmonohalogenide / Halogenazide
Name Fluorazid Chlorazid Bromazid Iodazid
Kurzbeschreibung grüngelbes Gas farbloses Gas orangerote Flüssigkeit farblose Substanz
Entdeckung (Jahr, Person) 1942, Haller 1908, Raschig 1925, Spencer 1900, Hantzsch
Smp./Sdp. (°C) −154 °C / −82 °C −100 °C / −15 °C −45 °C / Explosion ~20 °C / Explosion
ΔHf0 (kJ) ? + 390 kJ + 385 kJ ?
„?“ = Wert nicht bekannt, „–“ = Substanz nicht bekannt

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. ↑ A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 678–688.
  2. ↑ Nikolaus Korber: Stickstoffhalogenide, Anorganische Chemie, Vorlesungsscript, Universität Regensburg
  3. H.P. Latscha, H.A. Klein: Anorganische Chemie. Springer, 2002, ISBN 3-540-42938-7, S. 312ff.
  4. J. Jander: Non-Aqueous Solvents for Preparation and Reactions of Nitrogen Halogen Compounds. (PDF; 465 kB) Pure Appl. Chem., Vol. 49, Pergamon, 1977, S. 67–73.
  5. ↑ Verbindung wurde bisher nicht nachgewiesen.
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Veröffentlichungsdatum:
Strukturen der StickstoffhalogenidePyramidale Struktur der StickstofftrihalogenideStruktur der beiden moglichenStickstoff Wasserstoff Halogenide das zentrale N Atom jeweils in blau die Halogenatome X in rotStruktur der Distickstoff Tetrahalogenide die Halogenatome X sind jeweils rot man beachte die einsamen Elektronenpaare in blau Struktur der Distickstoff Dihalogenide hier treten cis trans Isomere aufStickstoffhalogenide sind binare Verbindungen des Stickstoff mit Halogenen Bei den meisten bisher bekannten Vertretern besitzen diese die Zusammensetzung NX3 mit X Halogen es sind aber auch Halogenamine bzw Halogenidhydride und Verbindungen mit zwei oder drei Stickstoffatomen pro Molekul bekannt 1 2 Inhaltsverzeichnis 1 Stickstofftrihalogenide NX3 2 Stickstoffwasserstoffhalogenide 2 1 Monohalogenamine NH2X 2 2 Dihalogenamine NHX2 3 Hohere Stickstoffhalogenide 3 1 Distickstofftetrahalogenide N2X4 3 2 Distickstoffdihalogenide N2X2 3 3 Halogenazide N3X 4 Ubersicht wichtiger Eigenschaften 5 EinzelnachweiseStickstofftrihalogenide NX3 BearbeitenDie Stickstofftrihalogenide besitzen analog zum Ammoniak NH3 eine pyramidale Struktur mit 3 gleichwertigen Halogenatomen Ausser dem Stickstofftrifluorid sind diese Stickstoffhalogenide endotherme Verbindungen die beim Erhitzen oder teils bei Beruhrung explodieren Folgende pyramidalen Stickstofftrihalogenide sind bekannt 3 Stickstofftrifluorid NF3 Stickstofftrichlorid NCl3 Stickstofftribromid NBr3 Iodstickstoff Stickstofftriiodid NI3 Aufsteigend mit dem beteiligten Halogen variieren auch die Stabilitat Farbe und Struktur der Stickstofftrihalogenide das farblose Fluorid und das gelbe Chlorid bilden relativ stabile Einzelmolekule die sich erst beim Erhitzen zersetzen das ausserst instabile rote Bromid kann sowohl monomere als auch polymere Modifikationen ausbilden das hochexplosive Iodid schliesslich liegt nur als schwarzes Polymer vor 4 Stickstoffwasserstoffhalogenide BearbeitenNeben binaren Halogeniden wurden auch ebenfalls pyramidal gebaute Stickstoffwasserstoffhalogenide oder Stickstoffhalogenidhydride der Typen NHX2 und NH2X gefunden die auch als Halogenamine bezeichnet werden 2 Diese sind keine binaren Verbindungen und im strengen Sinne keine Stickstoffhalogenide werden aber von den meisten Lehrbuchern dennoch zu dieser Gruppe gezahlt 1 Dazu gehoren Monohalogenamine NH2X Bearbeiten Monofluoramin NH2F Monochloramin NH2Cl Monobromamin NH2Br Monoiodamin NH2I Dihalogenamine NHX2 Bearbeiten Difluoramin NHF2 Dichloramin NHCl2 Dibromamin NHBr2 Diiodamin NHI2 Hohere Stickstoffhalogenide BearbeitenNeben den vom Ammoniak abgeleiteten einfach pyramidalen Stickstofftrihalogeniden und Halogenaminen existieren auch einige Verbindungen mit zwei oder drei Stickstoffatomen im Molekul Die Distickstofftetrahalogenide N2X4 sind bipyramidal aufgebaut ahnlich dem Ethan wobei jedoch ein Wasserstoffatom durch ein freies Elektronenpaar ersetzt ist bzw analog zu Hydrazin Die Distickstoffdihalogenide N2X2 besitzen eine N N Doppelbindung und es treten cis trans Isomere auf 2 Die Halogenazide N3X sind Derivate der Stickstoffwasserstoffsaure und besitzen deren Struktur Die einzig stabile nicht endotherme Verbindung ist das Distickstofftetrafluorid alle anderen Verbindungen sind nur bei tiefen Temperaturen darstellbar und empfindlich auf Schlag und Temperaturerhohung Distickstofftetrahalogenide N2X4 Bearbeiten Distickstofftetrafluorid N2F4 Distickstofftetrachlorid N2Cl4 Distickstoffdihalogenide N2X2 Bearbeiten Distickstoffdifluorid N2F2 Distickstoffdichlorid N2Cl2 Halogenazide N3X Bearbeiten Fluorazid N3F Chlorazid N3Cl Bromazid N3Br Iodazid N3I Ubersicht wichtiger Eigenschaften BearbeitenEigenschaften der Stickstoffhalogenide 1 StickstoffwasserstoffmonohalogenideName Monofluoramin Monochloramin Monobromamin MonoiodaminKurzbeschreibung farbloses Gas farbloses Gas rotviolette Substanz schwarze SubstanzEntdeckung Jahr Person 1988 Minkwitz 1923 Marckwand Wille 1962 JanderSmp Sdp C 100 C Zers 70 C gt 110 C Zers gt 90 C Zers DHf0 kJ Standardbildungsenthalpie 390 kJ StickstoffwasserstoffdihalogenideName Difluoramin Dichloramin Dibromamin DiiodaminKurzbeschreibung farbloses Gas gelbes Gas orangefarbene Substanz schwarze SubstanzEntdeckung Jahr Person 1931 Ruff 1929 Chapin 1958 Jander 1962 JanderSmp Sdp C 116 4 C 23 6 C Zersetzung gt 60 C Zers DHf0 kJ 67 kJ StickstofftrihalogenideName Stickstofftrifluorid Stickstofftrichlorid Stickstofftribromid StickstofftriiodidKurzbeschreibung farbloses Gas gelbes Ol tiefrote Kristalle tiefrote SubstanzEntdeckung Jahr Person 1928 Ruff 1811 Dulong 1975 Jander 1990 KlapotkeSmp Sdp C 206 8 C 129 0 C 40 C 71 C gt 100 C Explosion gt 78 C Zers DHf0 kJ 125 kJ 229 kJ 290 kJDistickstofftetrahalogenideName Distickstofftetrafluorid Distickstofftetrachlorid Distickstofftetrabromid 5 Distickstofftetraiodid 5 Kurzbeschreibung farbloses Gas Entdeckung Jahr Person 1957 Colburn Smp Sdp C 164 5 C 73 C DHf0 kJ DistickstoffdihalogenideName Distickstoffdifluorid Distickstoffdichlorid Distickstoffdibromid 5 Distickstoffdiiodid 5 Kurzbeschreibung farbloses Gas Entdeckung Jahr Person 1942 Haller Smp Sdp C trans 172 C 114 4 Ccis 195 C 105 7 C DHf0 kJ trans 82 1 kJcis 69 5 kJ Tristickstoffmonohalogenide HalogenazideName Fluorazid Chlorazid Bromazid IodazidKurzbeschreibung grungelbes Gas farbloses Gas orangerote Flussigkeit farblose SubstanzEntdeckung Jahr Person 1942 Haller 1908 Raschig 1925 Spencer 1900 HantzschSmp Sdp C 154 C 82 C 100 C 15 C 45 C Explosion 20 C ExplosionDHf0 kJ 390 kJ 385 kJ Wert nicht bekannt 5 Substanz nicht bekanntEinzelnachweise Bearbeiten a b c A F Holleman E Wiberg N Wiberg Lehrbuch der Anorganischen Chemie 102 Auflage Walter de Gruyter Berlin 2007 ISBN 978 3 11 017770 1 S 678 688 a b c Nikolaus Korber Stickstoffhalogenide Anorganische Chemie Vorlesungsscript Universitat Regensburg H P Latscha H A Klein Anorganische Chemie Springer 2002 ISBN 3 540 42938 7 S 312ff J Jander Non Aqueous Solvents for Preparation and Reactions of Nitrogen Halogen Compounds PDF 465 kB Pure Appl Chem Vol 49 Pergamon 1977 S 67 73 a b c d e Verbindung wurde bisher nicht nachgewiesen Stickstoffhalogenide Oxidationsstufe III Stickstofftrifluorid Stickstofftrichlorid Stickstofftribromid IodstickstoffAndere Oxidationsstufen Stickstoff II fluorid Distickstofftetrachlorid Stickstoff I fluorid DistickstoffdichloridHalogenamine Monofluoramin Difluoramin Monochloramin Dichloramin Monobromamin Dibromamin Monoiodamin DiiodaminHalogenazide Fluorazid Chlorazid Bromazid Iodazid Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Stickstoffhalogenide amp oldid 215839743