Et oksohalogenid eller oksyhalogenid er en kjemisk forbindelse hvor minst ett oksygenatom og minst ett halogenatom er bundet til et annet element A i et enkelt molekyl . Den generelle formel for AO Oxohalides er m X n , hvor X = F , Cl , Br , eller I . Element A kan være en del av hovedgruppen , være et overgangselement eller et aktinid . Oksohalogenider kan sees på som mellomprodukter mellom oksider og halogenider .
Uttrykket oksohalogenid kan også referere til mineraler og andre krystallinske forbindelser med den samme generelle kjemiske formelen, men med en ionisk struktur .
Hvis IUPAC-nomenklaturen til forbindelsen AO m X n er n-halogenid m-oksid av A (oksidasjonsnummer), blir oksohalogenidene vanligvis bare benevnt i formen "oksyhalid av A" eller "halogenid av A-yl".
For eksempel, IUPAC navn fra CRO 2- Cl 2 forbindelse er "krom-klorid dioksid", men det er ofte kalles kromylklorid eller kromoksyklorid.
Det er vanligvis tre metoder for å syntetisere oksyhalider:
I dette eksemplet øker oksidasjonstilstanden til fosfor med to, men den elektriske ladningen forblir uendret.
I tillegg kan mange oxohalides fremstilles ved halogenutbyttereaksjon, kan denne type reaksjon, også fremstille blandede oxohalides, slik som POFCl 2 eller CrO 2 FCL.
For en gitt oksidasjonstilstand til et element A, hvis to halogenatomer erstatter ett oksygenatom (eller omvendt), forblir den totale ladningen til molekylet uendret, men koordinasjonen øker (eller avtar) med en. For eksempel, både fosforoksyklorid (POCh 3 ) og fosforpentaklorid (PCL 5 ) er nøytrale kovalente forbindelser hvor fosfor er i det 5 oksidasjonstilstand, men i det første tilfelle koordinering er. På 4, mens det er 5 i sekund. Hvis et oksygenatom ganske enkelt erstattes av et halogenatom, øker ladningen til molekylet med ett, men koordinasjonen forblir den samme.
Oksohalogenider av grunnstoffer i høy oksidasjonstilstand er sterke oksidanter, med oksiderende kraft som tilsvarer tilsvarende oksid eller halogenid. De fleste oksohalider hydrolyserer lett. For eksempel blir kromylklorid hydrolysert til kromat ved omvendt reaksjon av dets syntese. Drivkraften bak denne reaksjonen er dannelsen av en mye sterkere AO-binding enn en A-Cl-binding. Dette resulterer i et gunstig entalpi- bidrag til reaksjonens frie entalpi .
Mange oksohalider kan virke som Lewis-syrer . Dette er spesielt tilfelle med oksohalogenider med koordinasjon 3 eller 4, som ved å akseptere ett eller flere elektronpar fra en Lewis-base, blir forbindelser med koordinasjon 5 eller 6. Oksohalogenidioner som [VOCl 4 ] 2− kan sees på som syre- basekomplekser av oksohalogenidet (VOCl 2 ) med flere halidioner som fungerer som Lewis-baser. Et annet eksempel er VOCl 2 som danner en trigonal bipyramidale kompleks VOCl 2 (N (CH 3 ) 3 ) 2 med trimetylamin basen .
Den vibrasjonen spekteret av mange oxohalides har blitt studert i detalj. Det gir nyttig informasjon om den relative bindingsstyrken. For eksempel, i CrO 2 F 2 , er forlengelsen vibrasjon av CrO ved 1006 cm -1 og 1016 cm -1 , mens det av Cr - F er ved 727 cm -1 og 789 cm -1 . En slik forskjell er altfor stor til å bare skyldes en forskjell i masse mellom oksygen og fluoratomer; snarere viser det at Cr - O obligasjonen er mye sterkere enn Cr - F obligasjonen. A - O obligasjoner blir generelt sett på som dobbeltbindinger , noe som bekreftes ved å måle A - O obligasjonslengder. Dette innebærer at elementene A og O er koblet sammen med σ- og π- bindinger .
Oksohalogenider av grunnstoffer i høy oksidasjonstilstand har en intens farge på grunn av ladningsoverføringsoverganger mellom ligand og metall.
Nedenfor er et utvalg av kjente oksohalogenider av overgangsmetaller . X representerer de forskjellige halogenhalogenider, ofte F og Cl.
Det faktum at metaller er i høy oksidasjonstilstand er fordi oksygen er en sterk oksidant, akkurat som fluor . Den brom og jod er relativt svake oksidanter, det vet derfor mye mindre oxobromures og oxoiodures. Strukturene til disse forbindelsene forutsies lett av VSEPR-teorien . Således CrO 2 Cl 2 er tetraedrisk , OsO 3- F 2 er trigonal bipyramidale , XeOF 4 er kvadratisk pyramideformet og OsOF 5 IS oktahedrale . Et interessant tilfelle er ReOCl 4 som har en firkantbasert pyramidestruktur, men med et enkelt elektron i stedet for en ikke-bindende dublett i posisjon 6.
Forbindelsene [Ta 2 OX 10 ] 2− og [M 2 OCl 10 ] 4− (M = W, Ru, Os) har to MX 5- grupper forbundet med en oksygenbro, hvor hvert metall er i et oktaedrisk miljø. Den uvanlig lineære M - O - M strukturen kan forklares i form av molekylære orbitaler , noe som indikerer tilstedeværelsen av π - p π bindinger mellom metall og oksygenatomer. Oksygenbroer har også mer komplekse konfigurasjoner som M (cp) 2 (OTeF 5 ) 2 (M = Ti, Zr, Hf, Mo eller W; cp = η 5 − C 5 H 5 ) eller [AgOTeF 5 - (C 6 H 5 CH 3 ) 2 ] 2 .
I aktinide- serien , uranyl forbindelser slik som UO 2- Cl 2 og [UO 2- Cl 4 ] 2- er velkjente og inneholder en lineær UO to -del. Lignende forbindelser finnes for neptunium og plutonium .
Den vismutoksyklorid (BiOCl eller bismoclite) er et sjeldent eksempel på mineral Oxohalides. Sin krystallstruktur har tetragonal symmetri og kan beskrives som en serie av lag med Cl - , Bi 3+ og O- 2- ioner i den rekkefølge Cl-Bi-O-Bi-Cl-Cl-Bi-O-Bi -Cl. Denne strukturen i flere lag, i likhet med grafitt , resulterer i en lav relativ hardhet av bismoklitt (2–2,5 på Mohs-skalaen ), så vel som de fleste andre uorganiske oksohalider. Det kan nevnes blant annet terlinguaitt Hg 2 OCl, eller mendipitt , Pb 3 O 2 Cl 2 .
Elementene jern , antimon , vismut og lantan danner oksoklorider med generell formel MOCl. Forbindelsene MOBr og MOI er også kjent for Sb og Bi, og de fleste av deres krystallstrukturer er bestemt.