Un oxohalide sau oxihalogenură este un compus chimic în care cel puțin un oxigen atom și cel puțin un halogen atom sunt legați la un alt element A într - o singură moleculă . Formula generală a AO Oxohalides este m X n , unde X = F , CI , Br , sau I . Elementul A poate face parte din grupul principal , poate fi un element de tranziție sau un actinid . Oxohalidele pot fi privite ca intermediari între oxizi și halogenuri .
Termenul de oxohalidă se poate referi și la minerale și alți compuși cristalini cu aceeași formulă chimică generală, dar având o structură ionică .
Dacă nomenclatura IUPAC a compusului AO m X n este n-halogenură m-oxid de A (număr de oxidare), oxohalidele sunt, în general, pur și simplu denumite sub forma „oxihalură de A” sau „halogenură de A-il”.
De exemplu, denumirea IUPAC a CrO 2 Cl 2 compus este „dioxid de diclorura de crom“, dar este numita clorura de cromil sau oxiclorura de crom.
În general, există trei metode de sintetizare a oxihalidelor:
În acest exemplu, starea de oxidare a fosforului crește cu două, dar sarcina electrică rămâne neschimbată.
In plus, multe oxohalides poate fi produs prin reacția de schimb de halogeni, acest tip de reacție poate produce , de asemenea , oxohalides mixte, cum ar fi POFCl 2 sau CrO 2 FCl.
Pentru o anumită stare de oxidare a elementului A, dacă doi atomi de halogen înlocuiesc un atom de oxigen (sau invers), sarcina totală a moleculei rămâne neschimbată, dar coordonarea crește (sau scade) cu una. De exemplu, atât oxiclorura de fosfor (POCl 3 ), cât și pentaclorura de fosfor (PCl 5 ) sunt compuși covalenți neutri unde fosforul se află în starea de oxidare +5, dar în primul caz coordonarea sa este de 4, în timp ce este de 5 în al doilea. Dacă un atom de oxigen este pur și simplu înlocuit cu un atom de halogen, sarcina moleculei crește cu una, dar coordonarea rămâne aceeași.
Oxohalidele elementelor într-o stare de oxidare ridicată sunt oxidanți puternici, cu o putere de oxidare similară cu oxidul sau halogenurile corespunzătoare. Majoritatea oxohalidelor se hidrolizează ușor. De exemplu, clorura de cromil este hidrolizată la cromat prin reacția inversă a sintezei sale. Forța motrice din spatele acestei reacții este formarea unei legături AO mult mai puternice decât o legătură A-Cl. Aceasta are ca rezultat o contribuție favorabilă a entalpiei la entalpia liberă a reacției.
Multe oxohalide pot acționa ca acizii Lewis . Acesta este în special cazul oxohalidelor de coordonare 3 sau 4 care, prin acceptarea uneia sau mai multor perechi de electroni dintr-o bază Lewis, devin compuși de coordonare 5 sau 6. Anionii oxohalidici precum [VOCl 4 ] 2− pot fi văzuți ca acid- complexe de bază ale oxohalidei (VOCl 2 ) cu mai mulți ioni de halogenură care acționează ca baze Lewis. Un alt exemplu este VOCl 2 care formează un complex trigonal bipiramidal VOCl 2 (N (CH 3 ) 3 ) 2 cu baza trimetilaminei .
Spectrul de vibrație al multor oxohalides a fost studiată în detaliu. Oferă informații utile cu privire la puterea relativă a legăturii. De exemplu, în CrO 2 F 2 , vibrația de alungire a Cr-O este la 1006 cm -1 și 1016 cm -1 în timp ce cea a Cr-F este la 727 cm -1 și 789 cm -1 . O astfel de diferență este mult prea mare pentru a se datora doar unei diferențe de masă între atomii de oxigen și fluor; mai degrabă, arată că legătura Cr - O este mult mai puternică decât legătura Cr - F. Legăturile A - O sunt în general considerate a fi legături duble , ceea ce este confirmat prin măsurarea lungimilor legăturilor A - O. Aceasta implică faptul că elementele A și O sunt legate prin legături σ și π .
Oxohalidele elementelor în stări de oxidare ridicate au o culoare intensă datorită tranzițiilor de transfer de sarcină între ligand și metal.
Mai jos este o selecție de oxohalide cunoscute ale metalelor de tranziție . X reprezintă diferitele halogenuri de halogen, cel mai adesea F și Cl.
Faptul că metalele se află într-o stare de oxidare ridicată se datorează faptului că oxigenul este un oxidant puternic, la fel ca și fluorul . Brom și iod sunt oxidanți relativ slab, prin urmare, știe mult mai puțin oxobromures și oxoiodures. Structurile acestor compuși sunt ușor de prezis de teoria VSEPR . Astfel, CrO 2 Cl 2 este tetraedrică , OSO 3 F 2 este trigonal bipiramidali , XeOF 4 este pătrată pe bază piramidale și OsOF 5 este octaedru . Un caz interesant este ReOCl 4, care are o structură piramidală pe bază pătrată, dar cu un singur electron în loc de un dublet fără legătură în poziția 6.
Compușii [Ta 2 OX 10 ] 2− și [M 2 OCl 10 ] 4− (M = W, Ru, Os) au două grupări MX 5 unite printr-o punte de oxigen, fiecare metal fiind într-un mediu octaedric. Structura neobișnuit de liniară M - O - M poate fi explicată în termeni de orbitali moleculari , indicând prezența legăturilor π - p π între atomii de metal și oxigen. Podurile de oxigen au, de asemenea, configurații mai complexe, cum ar fi M (cp) 2 (OTeF 5 ) 2 (M = Ti, Zr, Hf, Mo sau W; cp = η 5 −C 5 H 5 ) sau [AgOTeF 5 - (C 6 H 5 CH 3 ) 2 ] 2 .
In actinidelor seria , uranil compuși cum ar fi UO 2 Cl 2 și [UO 2 Cl 4 ] 2- sunt bine cunoscute și conțin un liniar UO 2 rest. Compuși similari există pentru neptuniu și plutoniu .
Oxiclorura de bismut (BiOCl sau bismoclite) este un exemplu rar de minerale Oxohalides. Structura sa cristalină are simetrie tetragonală și poate fi descrisă ca o serie de straturi de ioni Cl - , Bi 3+ și O 2 - în ordinea Cl-Bi-O-Bi-Cl-Cl-Bi-O-Bi -Cl. Această structură multi-stratificată, similară cu cea a grafitului , are ca rezultat o duritate relativă scăzută a bismoclitului (2-2,5 pe scara Mohs ), precum și majoritatea celorlalte oxohalide anorganice. Se poate menționa, printre acestea, terlinguait Hg 2 OCl sau mendipit , Pb 3 O 2 Cl 2 .
Elementele fier , antimoniu , bismut și lantan formează oxocloruri cu formula generală MOCl. Compușii MOBr și MOI sunt de asemenea cunoscuți pentru Sb și Bi și au fost determinate majoritatea structurilor lor cristaline.