Oxohaluro

En química, els oxohaluros moleculars (també denominats oxihaluros o oxohalogenuros) són un grup de composts químics en els que tant l'oxigen com els àtoms dels halógenos estan units a un atre element químic A en una única molècula. Tenen la fòrmula general AO_mX_n, a on X = flúor (F), clor (Cl), bromo (Br) i/o yodo (I). L'element A pot ser un element del grup principal, un element de transició o un actínit. El terme oxohaluro, o oxihaluro, també pot referir-se a aquells minerals i atres substàncies cristalines que tinguen la mateixa fòrmula química general, pero que presenten una estructura iònica.

Síntesis

Els oxohaluros poden considerar-se composts situats entre els òxits i els halurs. Hi ha tres métodos generals per a sintetisar-los:^[1]

Oxidació parcial d'un halur:

$2 P C l_{3} + O_{2} ⟶ 2 P O C l_{3}$

En este eixemple, l'estat d'oxidació s'eleva a 2 i la càrrega elèctrica no canvia.

Halogenación parcial d'un òxit:

$2 V_{2} O_{5} + 6 C l_{2} + 3 C ⟶ 4 V O C l_{3} + 3 C O_{2}$

Substitució de l'òxit:

$[C r O_{4}]^{2 -} + 2 C l^{-} + 4 H^{+} ⟶ C r O_{2} C l_{2} + 4 H_{2} O$

Ademés, poden formar-se varis oxohaluros per mig de reaccions en les que s'intercanvien halógenos, i esta reacció també pot donar lloc a la formació de oxohaluros mixts com el POFCl₂ i el CrO₂FCl.

Propietats

Sobre l'òxit o halur, per a un estat d'oxidació determinat d'un element A, si dos àtoms de halógeno substituïxen a un àtom d'oxigen, o viceversa, la càrrega global de la molècula no canvia i el número de l'àtom central baixa un. Per eixemple, tant l'oxicloruro de fòsfor (POCl₃) com el pentacloruro de fòsfor, (PCl₅) són composts covalente neutres de fòsfor en un estat d'oxidació +5. Si se substituïx un àtom d'oxigen per un àtom de halógeno, la càrrega aumenta un +1, pero el número no canvia. Açò es pot observar en la reacció d'una mescla d'una sal de cromato o dicromat i clorur de potassi en un àcit sulfúric concentrat.

$[C r_{2} O_{7}]^{2 -} + 4 C l^{-} + 6 H^{+} ⟶ 2 C r O_{2} C l_{2} + 3 H_{2} O$

El clorur de cromilo que es produïx no té càrrega elèctrica i és una molècula covalente i volàtil que pot ser destilada de la mescla resultant de la reacció.^[2]

Els oxohaluros d'elements en estats d'oxidació alts són agents oxidants molt forts, en un poder oxidant similar al de l'òxit o l'halur al que es corresponen. La majoria dels oxohaluros es poden hidrolizar fàcilment. Per eixemple, el clorur de cromilo es hidroliza per a formar el cromato seguint el procés invers a la reacció sintètica anterior. La força motriu d'esta reacció és la formació d'enllaços A-O, que són més forts que els enllaços A-Cl. D'esta manera, l'entalpia participa positivament en el canvi de l'energia lliure de Gibbs en la reacció.^[3]

Molts oxohaluros són capaços d'actuar també com àcits de Lewis. És el cas, en particular, dels oxohaluros en un número 3 o 4 que, en acceptar un o més parells d'electrons d'una base de Lewis, es convertixen en oxihaluros en un número de 5 o 6. Alguns aniones oxohaluro com el [VOCl₄]^2- poden considerar-se àcits-base complexos del oxohaluro (VOCl₂) en més halurs iònics que actuen com a bases de Lewis. Un atre eixemple és el VOCl₂ que forma en la base trimetilamina el complex bipiramidal triangular VOCl₂(N(CH₃)₃)₂ .^[4]

Els espectres vibracionales de molts oxohálidos s'han estudiat en detalle. Proporcionen informació útil sobre la força relativa dels enllaços. Per eixemple, en el CrO₂F₂, les vibracions de estiramiento del Cr-O estan a 1006 cm^-1 i 1016 cm^-1 i les vibracions de estiramiento del Cr-F estan a 727 cm^-1 i 789 cm^-1. La diferència és massa gran per a deure's a les masses diferents dels àtoms d'O i F. Més be, mostra que l'enllaç Cr-O és molt més fort que el Cr-F. En general, es considera que els enllaços M-O són enllaços dobles, i aixina ho demostren les mides de les llongituts dels enllaços M-O. Açò implica que els elements A i O estan units químicament per un enllaç σ i un enllaç π.^[5]

Els oxohaluros d'elements en estats d'oxidació alts presenten una coloració intensa a causa de les transicions de transferència de càrrega lligant-metal (LMCT).^[6]

Referències

↑ Roc. Química inorgànica, 2a Edició - Catherine E. Housecroft & Alan G. Sharpe.
↑ «Inorganic syntheses» (en anglés). find.mtsu.edu. Consultat el 2023-04-05.
↑ «Chemistry of the Elements» (en en). ScienceDirect. Consultat el 2023-04-05.
↑ «Chemistry of the Elements» (en en). ScienceDirect. Consultat el 2023-04-05.
↑ (2001-12-20) Handbook of Vibrational Spectroscopy, 1 edició (en en), Wiley. doi:10.1002/0470027320.s4104. ISBN 978-0-471-98847-2.
↑ (2008) Shriver & Atkins química inorgànica, 4ª ed edició, McGraw-Hill, p. 447. ISBN 978-970-10-6531-0.

Este artícul conté una traducció derivada de «Oxohaluro» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.

[1] Roc. Química inorgànica, 2a Edició - Catherine E. Housecroft & Alan G. Sharpe.

[2] «Inorganic syntheses» (en anglés). find.mtsu.edu. Consultat el 2023-04-05.

[3] «Chemistry of the Elements» (en en). ScienceDirect. Consultat el 2023-04-05.

[4] «Chemistry of the Elements» (en en). ScienceDirect. Consultat el 2023-04-05.

[5] (2001-12-20) Handbook of Vibrational Spectroscopy, 1 edició (en en), Wiley. doi:10.1002/0470027320.s4104. ISBN 978-0-471-98847-2.

[6] (2008) Shriver & Atkins química inorgànica, 4ª ed edició, McGraw-Hill, p. 447. ISBN 978-970-10-6531-0.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]