Fluoruro di iodio(I)

Il fluoruro di iodio(I) o monofluoruro di iodio è il composto binario interalogenico dello iodio con il fluoro, avente formula IF.^[4] In questo fluoruro lo iodio è nello stato di ossidazione +1. È una specie molto instabile che non è mai stata isolata con certezza, ma solo osservata e caratterizzata spettroscopicamente.^[1][5]

Fluoruro di iodio(I)
Struttura del monofluoruro di iodio
Modello della molecola del monofluoruro di iodio
Nome IUPAC
fluoruro di iodio(I), monofluoruro di iodio
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	IF
Peso formula (u)	145,90
Numero CAS	13873-84-2
PubChem	139637
SMILES	FI
Proprietà chimico-fisiche
Temperatura di fusione	−28 °C (245 K) dec[1]
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)	–95,7[2]
ΔfG0 (kJ·mol−1)	–118,5[2]
S0m(J·K−1mol−1)	236,2[2]
C0p,m(J·K−1mol−1)	33,4[2]
Indicazioni di sicurezza
Frasi H	--[3]

Storia

Il primo a pubblicare notizie sul composto fu R. A. Durie che nel 1951 ne osservò lo spettro di emissione.^[6] Successivamente nel 1960 Schmeisser e Scharf attribuirono alla presenza di IF la colorazione marrone ottenuta introducendo fluoro in una soluzione di iodio in CCl₃F a –78 ºC.^[7]

Sintesi

Benché non si riesca ad isolarlo, IF si può ottenere facendo reagire iodio con IF₃ in soluzione di CCl₃F a –78 ºC:^[7][8]

${\displaystyle {\ce {I2 + IF3 -> 3 IF}}}$

Una reazione alternativa è la reazione tra XeF₂ e iodio.^[9]

Proprietà e struttura

Il monofluoruro di iodio, pur essendo una sostanza termodinamicamente stabile rispetto agli elementi costitutivi (ΔH_ƒ° = -95,4 kJ/mol, ΔG_ƒ° = -117,6 kJ/mol),^[10] cineticamente è molto instabile e tende a disproporzionare a iodio molecolare e pentafluoruro di iodio, ed è quindi ottenibile solo in quantità molto piccole:^[5][7] a –78 ºC è descritto come una polvere bianca, ma sopra a circa −14 °C la reazione di disproporzione è molto rapida:^[11]

${\displaystyle {\ce {5 IF -> 2 I2 + IF5}}}$

Nella molecola I−F il legame singolo presente è quello più stabile tra i monofluoruri di alogeno (energia di legame di ≈ 277 kJ/mol^[11]) e, data la differenza di elettronegatività, è molto polarizzato (I^δ+—F^δ−), con la densità elettronica maggiormente addensata sull'atomo di fluoro: la carica parziale calcolata sull'atomo di iodio è piuttosto notevole, +0,567 e;^[12] parallelamente, la molecola presenta un notevole momento dipolare, μ = 1,948 D.^[13]

In fase gassosa diluita il fluoruro di iodio mostra una relativa moderata stabilità^[14] e questo ha consentito una sua parziale caratterizzazione spettroscopica. La spettroscopia rotazionale nella regione delle microonde ha permesso, tra l'altro, di ricavare la lunghezza del legame I−F, pari a 190,97 pm.^[15][16] Il parziale carattere ionico in un legame covalente tende normalmente a rafforzalo e quindi ad accorciarlo:^[17] la distanza attesa, data dalla somma dei raggi covalenti di I e F, è infatti maggiore, pari a (57+139) pm = 196 pm.^[18]

Il potenziale di ionizzazione di IF, pari a 10,54 eV, è maggiore di quello di I₂ (9,307 eV^[19]).^[20]

Applicazioni

Nonostante IF sia così instabile da poter essere difficilmente isolato, può essere utilizzato in reazioni di addizione ad alcheni generandolo in situ.^[9][21] Negli anni 80 del novecento furono fatte ricerche per utilizzarlo in apparecchiature laser.^[22][23]