ไตรไอโอไดด์

ชื่อ
ชื่อ IUPAC ไอออนไตรไอโอไดด์
ตัวระบุ
หมายเลข CAS	14900-04-0 วาย
โมเดล 3 มิติ ( JSmol )	ภาพแบบโต้ตอบ
เคมีเอ็มบีแอล	เคมีเอ็มบีแอล1233501 วาย
เคมสไปเดอร์	94786 วาย
PubChem CID	105054
มหาวิทยาลัย	DA1N05631Q วาย
แดชบอร์ด CompTox ( EPA )	DTXSID40164150
อินชิ InChI=1S/I3/c1-3-2/q-1 วาย คีย์: WRTMQOHKMFDUKX-UHFFFAOYSA-N วาย
รอยยิ้ม ฉัน[ฉัน-]ฉัน
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	ฉัน3 −1
มวลโมลาร์	380.713 96  กรัม·โมล−1
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa) ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล

ในทางเคมีไตรไอโอไดด์โดยทั่วไปหมายถึงไอออนไตรไอโอไดด์ ( I₃⁻)⁻ ₃ไอออนลบนี้ ซึ่งเป็นหนึ่งในไอออนโพลีฮาโลเจนประกอบด้วย อะตอม ไอโอดีน 3 อะตอม เกิดจากการรวมตัวของ สารละลายเกลือ ไอโอไดด์และไอโอดีนในน้ำ เกลือบางชนิดของไอออนลบนี้ได้รับการแยกออกมาแล้ว ได้แก่แทลเลียม(I) ไตรไอโอไดด์ (Tl ⁺ [I ₃ ] ⁻ ) และแอมโมเนียมไตรไอโอไดด์ ([NH ₄ ] ⁺ [I ₃ ] ⁻ ) พบว่าไตรไอโอไดด์มีสีแดงในสารละลาย^{[ 1 ]}

สารประกอบเคมีอื่นๆ ที่มีคำว่า "ไตรไอโอไดด์" ในชื่อนั้นประกอบด้วยศูนย์ไอโอไดด์ที่แยกจากกันหรือเป็นอิสระ 3 แห่ง แทนที่จะเป็นหน่วยเดียวที่ประกอบด้วยอะตอมไอโอดีน 3 อะตอม คำนำหน้า "ไตร" ในสถานการณ์นั้นเป็นคำนำหน้าแบบทวีคูณสำหรับไอโอไดด์ ซึ่งเป็นอัตราส่วน สโตอิคิโอเมตริก3:1 ^{[ 2 ]}มากกว่าที่จะเป็นส่วนหนึ่งของชื่อโครงสร้างไอโอดีนสามอะตอมที่เป็นหนึ่งเดียว ตัวอย่างเช่นไนโตรเจนไตรไอโอไดด์ (NI ₃ ) และฟอสฟอรัสไตรไอโอไดด์ (PI ₃ ) ซึ่งแต่ละตัวมีอะตอมกลางที่อะตอมไอโอดีนทั้งสามอะตอมเชื่อมต่ออยู่ เพื่อให้เข้าใจลักษณะโครงสร้างของสารเคมีที่มีไอโอไดด์ 3 อะตอมได้ชัดเจนยิ่งขึ้น จึงสามารถใช้แผนการตั้งชื่ออื่นๆ ได้ ตัวเลือกทั่วไปคือการใช้trisเป็นคำนำหน้าทางเลือก เช่น สารเคมีแทลเลียม tris(iodide) ซึ่งมีหน่วย "ไอโอไดด์" สามหน่วย^{[ 3 ]}ซึ่งแตกต่างจากสารเคมีแทลเลียม(I) triiodide ซึ่งแทลเลียมมีสถานะออกซิเดชัน +1 ดังนั้น "ไตรไอโอไดด์" จึงเป็นหน่วยโมโนวาเลนต์เดียว

สมดุลคายความ ร้อนต่อไปนี้ก่อให้เกิดไอออนไตรไอโอไดด์ :

I ₂ + I ⁻ ⇌ I⁻ ₃

ในปฏิกิริยานี้ ไอโอไดด์ถือเป็นเบสของลูอิสและไอโอดีนเป็นกรดของลูอิสกระบวนการนี้คล้ายคลึงกับปฏิกิริยาของS ₈กับโซเดียมซัลไฟด์ (ซึ่งก่อให้เกิดโพลีซัลไฟด์ ) ยกเว้นว่าโพลีไอโอไดด์ที่สูงกว่าจะมีโครงสร้างแบบกิ่งก้าน^{[ 4 ]}

ไอออนนี้มีโครงสร้างเป็นเส้นตรงและสมมาตร ตามทฤษฎีการผลักกันของอิเล็กตรอนคู่ในวงโคจรชั้นนอกอะตอมไอโอดีนตรงกลางมีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวสามคู่ที่ระนาบเส้นศูนย์สูตร และอะตอมไอโอดีนที่ปลายทั้งสองข้างจะยึดติดกันในแนวแกนเป็นเส้นตรง เนื่องจากอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวทั้งสามคู่ยึดเกาะกับอะตอมไอโอดีนตรงกลาง ในแบบจำลองออร์บิทัล โมเลกุล คำอธิบายทั่วไปสำหรับการ _ยึด เกาะ แบบไฮเปอร์วาเลนต์บนไอโอดีนตรงกลางเกี่ยวข้องกับพันธะสามศูนย์สี่อิเล็กตรอนพันธะ I−I ยาวกว่าในไอโอดีนไดอะตอมิกI₂

ในสารประกอบไอออนิกความยาวพันธะและมุมของไตรไอโอไดด์จะแตกต่างกันไปตามลักษณะของแคตไอออนแอนไอออนไตรไอโอไดด์สามารถถูกโพลาไรซ์ได้ง่าย และในเกลือหลายชนิด พันธะ I−I หนึ่งพันธะจะสั้นกว่าอีกพันธะหนึ่ง เฉพาะเมื่อรวมกับแคตไอออนขนาดใหญ่ เช่น ควอเทอร์นารีแอมโมเนียมเช่น [N(CH ₃ ) ₄ ] ⁺เท่านั้นที่ไตรไอโอไดด์จะยังคงสมมาตรโดยประมาณ^{[ 5 ]}

ใน เฟส ของสารละลายความยาวพันธะและมุมของไตรไอโอไดด์จะแตกต่างกันไปตามลักษณะของตัวทำละลายตัวทำละลายโปรติกมีแนวโน้มที่จะทำให้ประจุส่วนเกินของไอออนไตรไอโอไดด์กระจุกตัว ส่งผลให้ไอออนไตรไอโอไดด์มีโครงสร้างที่ไม่สมมาตร^{[ 6 ] [ 7 ]}ตัวอย่างเช่น ไอออนไตรไอโอไดด์ในเมทานอลมีโครงสร้างโค้งงอที่ไม่สมมาตร โดยมีประจุกระจุกตัวอยู่ที่ปลายด้านที่ยาวกว่าของไอออน^{[ 8 ]}

ขนาดของพันธะไตรไอโอไดด์ [I _a −I _b −I _c ] ⁻ในสารประกอบตัวอย่างบางชนิดแสดงไว้ด้านล่าง:

สารประกอบ	ฉันa −ฉันb (pm)	I b −I c (pm)	มุม (°)
ทีแอลไอ3	306.3	282.6	177.9
อาร์บีไอ3	305.1	283.3	178.11
ซีเอสไอ3	303.8	284.2	178.00
NH 4 I 3	311.4	279.7	178.55
ฉัน−3(ในเมทานอล) [ 8 ]	309.0	296.0	152.0

ไอออนไตรไอโอไดด์เป็นโพลีไอโอไดด์ ที่ง่ายที่สุด นอกจากนี้ยังมีโพลีไอโอไดด์ที่ซับซ้อนกว่านี้อีกหลายชนิด ในสารละลาย ไอออนไตรไอโอไดด์จะมีสีเหลืองที่ความเข้มข้นต่ำ และมีสีน้ำตาลที่ความเข้มข้นสูง ไอออนไตรไอโอไดด์เป็นสาเหตุของสีน้ำเงินดำที่รู้จักกันดี ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อสารละลายไอโอดีนทำปฏิกิริยากับแป้งไอโอไดด์ไม่ทำปฏิกิริยากับแป้ง และสารละลายไอโอดีนในตัวทำละลาย ที่ไม่เป็นขั้วก็ไม่ทำปฏิกิริยากับแป้ง เช่น กัน

สารละลายไอโอดีนของลูโกลประกอบด้วยโพแทสเซียมไอโอไดด์และไอโอดีนธาตุในปริมาณที่เหมาะสม ดังนั้นจึงมีไอออนไตรไอโอไดด์อยู่เป็นจำนวนมากในสารละลายนี้ ส่วนทิงเจอร์ไอโอดีนแม้ว่าโดยทั่วไปจะเป็นสารละลายไอโอดีนธาตุในเอทานอล แต่ก็มีไอออนไตรไอโอไดด์อยู่เป็นจำนวนมากเช่นกัน เนื่องจากมีทั้งไอโอไดด์และน้ำเป็นส่วนประกอบ

ไตรไอโอไดด์เป็นระบบแบบจำลองในเคมีแสง กลไกปฏิกิริยาของมันได้รับการศึกษาในเฟสแก๊สสารละลายและสถานะของแข็ง ในเฟสแก๊ส ปฏิกิริยาดำเนินไปในหลายเส้นทางซึ่งรวมถึงโมเลกุลไอโอดีน ไอออน ที่ไม่เสถียร และอนุมูลไอโอดีนเป็นผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาแสง ซึ่งเกิดขึ้นจาก การแตกตัวแบบสองตัวและสามตัว[ ^{9 ] [ 10 ] ใน}เฟสควบแน่น เนื่องจากการจำกัดการรวมตัวกันแบบ คู่ จึงพบได้บ่อยกว่า ในสารละลาย สังเกตพบเฉพาะการแตกตัวแบบสองตัวของไตรไอโอไดด์เท่านั้น^{[ 11 ] [ 12 ]}ในตัวทำละลายโปรติก อะตอมไอโอดีนที่ปลายด้านสั้นของแอนไอออนไตรไอโอไดด์จะแตกตัวเมื่อถูกกระตุ้นด้วยแสง แสดงให้เห็นการแตกตัวแบบสองตัว^{[ 8 ]}ในสถานะของแข็ง เคมีแสงของไตรไอโอไดด์ได้รับการศึกษาในสารประกอบที่เกี่ยวข้องกับแคตไอออนแอมโมเนียมค วอเทอร์นารี เช่นเตตระบิวทิลแอมโมเนียมไตรไอโอไดด์^{[ 13 ]}ได้มีการแสดงให้เห็นแล้วว่ากลไกปฏิกิริยาโฟโตเคมีของของแข็งขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นของแสง ทำให้เกิดการฟื้นตัวอย่างรวดเร็วภายในไม่กี่พิโควินาที^{[ 14 ]}หรือผ่านกระบวนการสองขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวและการแตกตัวของสารตัวกลาง เตตระไอโอไดด์ ในช่วงเวลาที่ยาวนานขึ้น^{[ 15 ]}นอกจากนี้ เคมีแสงของไตรไอโอไดด์ยังเป็นส่วนสำคัญในวัฏจักรสิ่งแวดล้อมของไอโอดีน^{[ 16 ]}เนื่องจากการมีอยู่ของ อะตอม ไอโอดีน หนักและเส้นทางเคมีที่ได้รับการปรับเทียบอย่างดี ไตรไอโอไดด์จึงกลายเป็นระบบมาตรฐาน การคำนวณสำหรับเคมีควอนตัมเชิงสัมพัทธภาพด้วย^{[ 17 ]}

ปฏิกิริยารีดอกซ์ของไตรไอโอไดด์และไอโอไดด์ได้รับการเสนอให้เป็นขั้นตอนสำคัญในเซลล์แสงอาทิตย์ที่ไวต่อสีย้อม [ ^{18 ] และ}แบตเตอรี่แบบชาร์จได้^{[ 19 ]}

• โพลีไอโอไดด์
• ไตรโบรไมด์
• ไอออนโพลีฮาโลเจน
• พันธะสามศูนย์สี่อิเล็กตรอน
• การทดสอบไอโอดีน-แป้ง
• ไอโอโดเมตรี
• โพวิโดน-ไอโอดีน
• ไอโอดีนของลูโกล
• เซลล์แสงอาทิตย์แบบย้อมสี
• ตัวนำยิ่งยวดอินทรีย์

• การศึกษาจลนศาสตร์ของปฏิกิริยาไอโอดีน-เปอร์ซัลเฟตเก็บถาวรเมื่อ 2011-07-16 ที่Wayback Machine