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 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:

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