Подгруппа мышьяка.
Окрашенными из рассматриваемых соединений являются только жёлтый BiBr3, красные AsI3, SbI3 и чёрный BiI3 (для SbI3 известна и менее устойчивая жёлтая модификация).
Молекула AsF3 имеет ÐFAsF = 95,5° и весьма полярна (m = 2,81). С фторидами Cs, Rb и K (но не Na или Li) арсентрифторид способен образовывать комплексы типа MAsF4. Растворимость SbF3 в воде исключительно велика (4:1 по массе). Висмуттрифторид практически нерастворим в воде, но заметно растворяется в крепких растворах KF или NH4F с образованием комплексных солей типа M[BiF4]. Комплексообразование с солями одновалентных металлов характерно и для SbF3. Наиболее обычным типом образующихся комплексов является M[SbF4]. Известны также соли типов M2[SbF5] и M2[Sb2F7]. Ион [SbF5]2- имеет структуру октаэдра, в котором одно из направлений отвечает свободной электронной паре центрального атома, а в ионе [Sb2F7]2- два таких октаэдра связаны одним общим атомом фтора.
Арсентрихлорид в ничтожной степени самодиссоциирован по схеме: AsCl3 + AsCl3 Û AsCl2+ + AsCl4-. Он хорошо растворяет серу и фосфор. Будучи хлорангидридом мышьяковистой кислоты, AsCl3 разлагается водой по суммарному уравнению: AsCl3 + 3 H2O Û As(OH)3 + 3 HCl. В отличие от гидролиза PCl3, реакция эта заметно обратима, и добавлением избытка концентрированной HСl равновесие её может быть смещено влево. Из-за летучести хлористого мышьяка оно смещается в ту же сторону и при кипячении раствора. Из подкисленных водных растворов AsCl3 может быть извлечён эфиром.
Так как основные свойства Sb(OH)3 и Bi(OH)3 выражены значительно сильнее, чем у As(OH)3, гидролиз SbCl3 и BiCl3 протекает с образованием не свободного основания, а основных солей по схемам:
ЭCI3 + H2O Û Э(OH)Cl2 + HСl и Э(OH)Сl2 + H2O Û Э(OH)2Cl + HСl.
Образующиеся основные соли типа Э(OH)2Cl легко отщепляют молекулу воды, переходя в нерастворимые хлориды соответственно антимонила или висмутила (хлороксиды Sb и Bi). Поэтому взаимодействие SbCl3 и BiCl3 с водой практически протекает по схеме:
ЭCl3 + H2O Û ЭOСl¯ + 2 HСl.
Аналогичный по составу хлороксид мышьяка (AsOCl) может быть получен взаимодействием AsCl3 с As2O3. Расплавленный SbCl3 хорошо растворяет многие неорганические соединения. То же относится к SbBr3, тогда как AsBr3 растворяет лишь соединения ковалентного типа. Подобно хлоридам, бромиды и иодиды способны образовывать комплексы с соответствующими солями одновалентных металлов. В частности, с производными типа M[BiI4] приходится встречаться в аналитической практике. Водой бромиды и иодиды разлагаются аналогично хлоридам. Для скоростей гидролиза галогенидов мышьяка было найдено соотношение AsF3 » AsCl3 > AsBr3 > AsI3.
Пентафториды бесцветны и обладают следующими свойствами:
AsF5 |
SbF5 |
BiF5 | |
Состояние при обычных условиях |
газ |
жидкость |
твёрдое |
Температура плавления °С |
-80 |
+8 |
151 |
Температура кипения °С |
-53 |
143 |
230 |
Все три фторида являются окислителями, причём по ряду As-Sb-Bi их окислительная активность быстро увеличивается.
Теплота образования AsF5 из элементов равна 1237 кДж/моль, а энергия связи AsF в нём 385 кДж/моль. BiF5 возгоняется в виде белых игольчатых кристаллов при нагревании BiF3 до 600 °С в токе фтора. Соединение это обладает сильным фторирующим действием, бурно реагирует с водой, а во влажном воздухе желтеет и затем белеет вследствие гидролиза. Последний характерен также для фторида мышьяка, тогда как фторид сурьмы гидролизуется значительно меньше соответствующего хлорида.
Для антимонпентафторида известен твёрдый кристаллогидрат SbF5·2H2O, являющийся, вероятно, пентафторгидроксоантимонатом оксония —[H3O][SbF5OH]. Некоторые отвечающие ему по составу соли типа MI[F5OH] были получены и для Sb, и для As. Термическим разложением в вакууме фторонитратов AsF3(ONO2)2, SbF3(ONO2)2 и SbF(ONO2)4 (получаемых взаимодействием соответствующих фторохлоридов с ClNO3) были получены оксофториды AsOF3, SbOF3 и SbO2F, представляющие собой белые гигроскопичные рентгеноаморфные порошки. По-видимому, они полимерны, так как прямое фторирование эквимолярной смеси As2O3 и AsCl3 приводит к образованию мономерного OAsF3, который при обычных условиях газообразен (т. пл. -68, т. кип. -26 °С).
Смотрите также
Химия наследственности. Нуклеиновые кислоты. ДНК. РНК. Репликация ДНК и передача наследственной информации
Мы
рождаемся, взрослеем, у нас появляются дети и внуки. Мы ни одни живые существа
на этой планете, вокруг нас ежечасно, ежесекундно происходит зарождение новой
жизни. Этот процесс ...
Ароматические гетероциклические соединения
Гетероциклическими называют соединения, содержащие циклы, включающие один
или несколько гетероатомов. Наиболее устойчивыми являются пяти- и шестичленные
циклы.
Гетероциклические соединени ...
Введение
В настоящее время развитие
производств, применяющих смесь азотной и серных кислот в качестве нитрующего
агента, привело к получению огромных количеств отработанных кислотных смесей.
Эти смеси с эк ...