Composti tra alogeni e ossigeno: sintesi, stabilità
I composti tra alogeni e ossigeno hanno legami è di tipo covalente a causa della piccola differenza di elettronegatività tra gli alogeni e l’ossigeno. La polarità del legame aumenta scendendo lungo il gruppo.
La stabilità degli ossidi di iodio è maggiore rispetto a quella degli ossidi di cloro mentre gli ossidi di bromo sono i meno stabili. La stabilità degli ossidi degli alogeni decresce, nell’ordine, I > Cl > Br > F
I composti tra alogeni e ossigeno possono essere poco stabili. Inoltre i composti tra alogeni e ossigeno possono avere formule diverse
Ossidi del fluoro
I composti che il fluoro forma con l’ossigeno per formare:
- il difluoruro di ossigeno OF2 la cui struttura è simile a quella dell’acqua
- difluoruro di diossigeno O2F2 in cui l’ossigeno ha l’inusuale numero di ossidazione +1 la cui struttura è simile a quella del perossido di idrogeno.
Il difluoruro di ossigeno in cui l’ossigeno ha numero di ossidazione +2 è un energico ossidante ed è un gas incolore stabile.
È ottenuto dalla reazione tra fluoro e una soluzione al 2% di idrossido di sodio:
2 F2 + 2 NaOH → OF2 + 2 NaF + H2O
Il difluoruro di diossigeno è molto meno stabile rispetto a difluoruro di ossigeno e si decompone a OF2 a – 160°C secondo la reazione:
2 O2F2 → 2 OF2 + O2
Il difluoruro di diossigeno, come il fluoruro di diossigeno è un agente fluorurante. È utilizzato per ossidare il plutonio a esafluoruro di plutonio. La reazione è utilizzata per allontanare il plutonio dal combustibile nucleare esausto:
3 O2F2 + Pu → PuF6 + 3 O2
Ossidi del cloro
I composti che il cloro forma con l’ossigeno per formare:
- ossido di dicloro Cl2O noto come anidride ipoclorosa
- biossido di cloro ClO2
- esaossido di dicloro Cl2O6
- eptaossido di dicloro Cl2O7 noto come anidride perclorica
Sono specie altamente reattive, energici ossidanti e tendono a esplodere.
L’ossido di dicloro in cui il cloro ha numero di ossidazione +1 è ottenuto facendo reagire il cloro con l’ossido di mercurio secondo la reazione:
2 Cl2 + 2 HgO → HgCl2·HgO + Cl2O
Il biossido di cloro in cui il cloro ha numero di ossidazione + 4 è ottenuto facendo reagire
- il clorato di sodio con anidride solforosa in presenza di acido solforico:
2 NaClO3 + SO2 + H2SO4 → 2 ClO2 + 2 NaHSO4
- il cloro con il clorato di argento:
2 AgClO3 + Cl2 → 2 ClO2 + 2 AgCl + O2
L’esaossido di dicloro in cui il cloro ha numero di ossidazione + 6 è ottenuto facendo reagire il diossido di cloro con ozono:
2 ClO2 + O3 → Cl2O6 + 2 O2
L’eptaossido di dicloro in cui il cloro ha numero di ossidazione + 7 è ottenuto dalla reazione tra acido perclorico e pentossido di fosforo:
2 HClO4 + P4O10 → Cl2O7 + H2P4O11
Ossidi del bromo
I composti che il bromo forma con l’ossigeno per formare:
- ossido di dibromo Br2O
- biossido di bromo BrO2
- triossido di dibromo Br2O3
- pentossido di dibromo Br2O5
L’ossido di dibromo in cui il bromo ha numero di ossidazione +1 è ottenuto facendo reagire il bromo con l’ossido di mercurio (II) secondo la reazione:
2 Br2 + 2 HgO → HgBr2·HgO + Br2O
Il diossido di bromo è ottenuto facendo passare una corrente elettrica attraverso una miscela gassosa di bromo e ossigeno a bassa temperatura e bassa pressione.
Il triossido di dibromo è ottenuto facendo reagire una soluzione di bromo in diclorometano con ozono a basse temperature.
Ossidi dello iodio
I composti che lo iodio forma con l’ossigeno per formare:
- ossido di diiodio I2O
- monossido di iodio IO
- tetraossido di diiodio I2O4 non isolabile
- pentossido di diiodio I2O5.
Il pentossido di diiodio in cui lo iodio han numero di ossidazione +5 è ottenuto dalla disidratazione dell’acido iodico a 240 °C:
