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Interhalogenverbindungen
Eine Interhalogenverbindung (lat. inter = zwischen), kurz auch Interhalogen genannt, ist eine chemische Verbindung zweier unterschiedlicher Halogene miteinander …
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Grundidee und Eigenschaften
Eine Interhalogenverbindung, kurz Interhalogen, ist eine chemische Verbindung aus zwei unterschiedlichen Halogenen. Halogene sind Elemente der 7. Gruppe des Periodensystems. Die bekannten Interhalogenverbindungen sind unter Normalbedingungen sehr reaktionsfähig.
In einer solchen Verbindung bindet ein elektropositiveres Halogen X an ein elektronegativeres Halogen Y. Es treten die Typen XY, XY_{3}, XY_{5} und XY_{7} auf. Dabei besitzt X die Oxidationsstufen +1, +3, +5 oder +7. Interhalogene sind hochreaktive Oxidationsmittel, also Stoffe, die andere Stoffe oxidieren können. Außerdem können sie Halogene übertragen.
Je weiter die beiden beteiligten Halogene X und Y in der 7. Gruppe des Periodensystems voneinander entfernt stehen, desto größer ist die Neigung zur ionischen Aufspaltung. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften ähneln meist denen der elementaren Halogene, aus denen die Verbindung besteht. Alle Interhalogenverbindungen entstehen durch direkte Reaktion der beiden Halogene; welches Produkt entsteht, hängt von den Mengenverhältnissen der Ausgangsstoffe ab.
Arten von Verbindungen
Vom Typ XY, also bei zweiatomigen Verbindungen, sind alle möglichen Kombinationen bekannt. Beispiele sind ClF, BrF, BrCl, IF, ICl und IBr.
Bei den höheren Typen XY_{3}, XY_{5} und XY_{7} handelt es sich fast immer um Fluorverbindungen. Ausnahmen sind ICl_{3} und IBr_{3}. Der Grund ist, dass sonst die Elektronegativitätsdifferenz nicht groß genug ist und Halogene mit größeren Atomradien als Fluor sich gegenseitig behindern.
Bekannte Verbindungen sind unter anderem ClF, ClF_{3}, ClF_{5}, BrF, BrF_{3}, BrF_{5}, BrCl, IF, IF_{3}, IF_{5}, IF_{7}, ICl, ICl_{3}, IBr und IBr_{3}.
Struktur und Bindung
Die Trihalogenide XY_{3} sind T-förmig angeordnet. Isoliert wurden Iodtrichlorid (ICl_{3}), Chlortrifluorid (ClF_{3}), Bromtrifluorid (BrF_{3}) und Iodtrifluorid (IF_{3}). Vom Iodtrichlorid ICl_{3} ist auch das Dimer I_{2}Cl_{6} bekannt; ein Dimer ist ein Teilchen aus zwei zusammengehörigen Einheiten. Ebenfalls ist die Existenz von Iodtribromid bekannt.
Die Pentahalogenide XY_{5} Iodpentafluorid (IF_{5}), Brompentafluorid (BrF_{5}) und Chlorpentafluorid (ClF_{5}) haben die Geometrie quadratischer Pyramiden. Das einzige bekannte stabile Heptahalogenid ist Iodheptafluorid (IF_{7}); es hat die Struktur einer pentagonalen Bipyramide.
Bei keiner Interhalogenverbindung ist ein d-Orbital hybridisiert. Stattdessen lagern sich die Fluoratome, bei ICl_{3} die Chloratome, an freie, unhybridisierte p-Orbitale an. Dabei entsteht eine Vier-Elektronen-drei-Zentren-Bindung, im Einklang mit der Oktettregel.
Ionen und erweiterter Begriff
Neben neutralen Interhalogenverbindungen sind zahlreiche Interhalogenid-Anionen bekannt. Anionen sind negativ geladene Ionen. Solche Anionen können drei, fünf oder sieben beteiligte Halogenatome enthalten, zum Beispiel IBr_{2}^{−}, BrF_{6}^{−} oder IF_{6}^{−}.
Seltener, aber ebenfalls in stabilen Verbindungen isolierbar, sind Interhalogenid-Kationen. Kationen sind positiv geladene Ionen. Ein Beispiel ist ICl_{2}^{+}.
Im weiteren Sinne können auch Kombinationen aus Halogenen und Pseudohalogenen zu den Interhalogenen gezählt werden. Pseudohalogene sind Stoffgruppen, die sich in bestimmten Reaktionen ähnlich wie Halogene verhalten.
Herstellung und Nutzung
Interhalogene werden aus den jeweiligen Elementen hergestellt, also durch direkte Reaktion der beteiligten Halogene. Viele dieser Verbindungen werden als Halogenierungsmittel verwendet. Halogenierungsmittel übertragen Halogene auf andere Stoffe. Besonders wichtig ist die Nutzung als Fluorierungsmittel, also zur Übertragung von Fluor.
Halogenfluoride sind schwächere Fluorierungsmittel als elementares Fluor. Die Trifluoride ClF_{3} und BrF_{3} zeigen jedoch eine größere Reaktionsgeschwindigkeit.
Interhalogenfluoride werden bei der Produktion von Uranhexafluorid eingesetzt. Uranhexafluorid wird zur Uran-Anreicherung verwendet. Es gibt allerdings auch andere Herstellungsverfahren. Iodchlorid und Iodtrichlorid werden bei der Bestimmung der Iodzahl von Fetten nach der Methode von Wijs (DIN 53241-1:1995-05) genutzt.
