Трийодид азота — неорганическое соединение формулы N I 3 . Это чрезвычайно чувствительное контактное взрывчатое вещество : небольшие количества взрываются с громким и резким щелчком даже при легком прикосновении, выделяя пурпурное облако паров йода ; его можно даже взорвать под действием альфа-излучения . NI 3 имеет сложную структурную химию, которую трудно изучать из-за нестабильности производных. Хотя азот более электроотрицательен , чем йод, соединение было названо так из-за его аналогии с соединением трихлорид азота . [ нужна цитата ]
Трийодид азота был впервые охарактеризован с помощью рамановской спектроскопии в 1990 году, когда он был получен безаммиачным способом. Нитрид бора реагирует с монофторидом йода в трихлорфторметане при -30 ° C с образованием чистого NI 3 с низким выходом: [3]
NI 3 имеет пирамидальную форму ( молекулярная симметрия C 3v ), как и другие тригалогениды азота и аммиак . [4]
Вещество, которое обычно называют «трииодид азота», получают реакцией йода с аммиаком . Когда эту реакцию проводят при низких температурах в безводном аммиаке, исходным продуктом является NI 3 · (NH 3 ) 5 , но при нагревании этот материал теряет часть аммиака с образованием аддукта NI 3 · NH 3 . Об этом аддукте впервые сообщил Бернар Куртуа в 1812 году, а его формула была окончательно определена в 1905 году Освальдом Зильберрадом . [5] Его твердотельная структура состоит из цепочек -NI 2 -I-NI 2 -I-NI 2 -I-. [6] Молекулы аммиака расположены между цепями. При хранении в холоде, в темноте и во влажном состоянии с аммиаком NI 3 · NH 3 стабилен.
Нестабильность NI 3 и NI 3 · NH 3 можно объяснить большой стерической деформацией , вызванной тем, что три крупных атома йода удерживаются близко друг к другу вокруг относительно маленького атома азота. Это приводит к очень низкой энергии активации его разложения, реакция становится еще более благоприятной из-за большой стабильности N 2 . Трийодид азота не имеет практической коммерческой ценности из-за его чрезвычайной чувствительности к ударам, что делает невозможным его хранение, транспортировку и использование для контролируемых взрывов. В то время как чистый нитроглицерин обладает мощным действием и к тому же очень чувствителен к ударам (хотя и не так сильно, как трийодид азота, который можно зажечь прикосновением пера), только благодаря флегматизаторам чувствительность нитроглицерина к ударам снизилась и стала безопаснее обращаться и транспортировать в виде динамита .
Разложение NI 3 протекает следующим образом с образованием газообразного азота и йода:
Однако сухой материал является контактным взрывчатым веществом, разлагающимся примерно следующим образом: [4]
В соответствии с этим уравнением, эти взрывы оставляют пятна йода от оранжевого до фиолетового цвета, которые можно удалить раствором тиосульфата натрия . Альтернативный метод удаления пятен — просто дать йоду время сублимироваться. Небольшие количества трийодида азота иногда синтезируют для демонстрации студентам-химикам старших классов или в качестве «химического волшебства». [7] Чтобы подчеркнуть чувствительность соединения, его обычно детонируют, прикоснувшись к нему пером, но даже малейший поток воздуха, лазерный свет или другое движение могут вызвать детонацию . Трииодид азота также примечателен тем, что является единственным известным химическим взрывчатым веществом, которое детонирует при воздействии альфа-частиц и продуктов ядерного деления . [8]