Thalliumhalogenide – Wikipedia

Das Thalliumhalogenide umfassen Monohalogenide, bei denen Thallium die Oxidationsstufe +1 aufweist, Trihalogenide, bei denen Thallium im Allgemeinen die Oxidationsstufe +3 aufweist, und einige intermediäre Halogenide, die Thallium mit gemischten Oxidationsstufen +1 und +3 enthalten. Diese Materialien finden Verwendung in speziellen optischen Umgebungen, wie z. B. Fokussierungselementen in Forschungsspektrophotometern. Im Vergleich zu den gängigen Optiken auf Zinkselenidbasis ermöglichen Materialien wie Thalliumbromiodid die Übertragung bei längeren Wellenlängen. Dies ermöglicht im Infrarotbereich Messungen bis zu 350 cm−1 (28 μm), während Zinkselenid um 21,5 μm undurchsichtig ist und die ZnSe-Optik im Allgemeinen nur bis 650 cm verwendbar ist−1 (15 & mgr; m).

Monohalogenide[edit]

Thallium (I) -iodid hat die CsCl-Kristallstruktur

Die Monohalogenide enthalten alle Thallium mit der Oxidationsstufe +1. Es können Parallelen zwischen den Thallium (I) -halogeniden und ihren entsprechenden Silbersalzen gezogen werden, beispielsweise sind Thallium (I) -chlorid und -bromid lichtempfindlich und Thallium (I) -fluorid ist in Wasser löslicher als Chlorid und Bromid.

Thallium (I) fluorid
TlF ist ein weißer kristalliner Feststoff mit einem Schmelzpunkt von 322 ° C. Im Gegensatz zu den anderen ist es in Wasser leicht löslich Tl (I) Halogenide. Die normale Raumtemperaturform hat eine ähnliche Struktur wie α-PbO Das sechste Fluoridion hat eine verzerrte Steinsalzstruktur mit im wesentlichen fünffach koordiniertem Thallium und liegt bei 370 pm. Bei 62 ° C wandelt es sich in eine tetragonale Struktur um. Diese Struktur bleibt bis zu einem Druck von 40 GPa unverändert.[1]
Die Struktur bei Raumtemperatur wurde anhand der Wechselwirkung zwischen Tl 6s und den F 2p -Zuständen erklärt, die stark antibindende Tl-F-Zustände erzeugen. Die Struktur verzerrt sich, um diese ungünstigen kovalenten Wechselwirkungen zu minimieren.[2]
Thallium (I) chlorid
TlCl ist ein lichtempfindlicher, weißer kristalliner Feststoff mit einem Schmelzpunkt von 430 ° C. Die Kristallstruktur ist die gleiche wie bei CsCl.
Thallium (I) bromid
TlBr ist ein lichtempfindlicher, hellgelber kristalliner Feststoff mit einem Schmelzpunkt von 460 ° C. Die Kristallstruktur ist die gleiche wie bei CsCl.
Thallium (I) -iodid
Bei Raumtemperatur TlI ist ein gelber kristalliner Feststoff, Fp. 442 ° C. Die Kristallstruktur ist eine verzerrte Steinsalzstruktur, die als β-TlI Struktur. Bei höheren Temperaturen ändert sich die Farbe zu Rot mit einer Struktur, die der von CsCl entspricht.[3]

Thallium (I) gemischte Halogenide[edit]

Thalliumbromiodid und Thalliumbromchlorid sind gemischte Salze von Thallium (I), die in der Spektroskopie als optisches Material zur Transmission, Brechung und Fokussierung von Infrarotstrahlung verwendet werden. Die Materialien wurden erstmals 1941 von R. Koops im Labor von Olexander Smakula im Carl Zeiss Optical Works, Jena, gezüchtet.[4][5] Das rote Bromiodid wurde mit KRS-5 codiert [6] und das farblose Bromchlorid KRS-6 [7] und so sind sie allgemein bekannt. Das KRS-Präfix ist eine Abkürzung für „Kristalle aus dem Schmelz-Fluss“ (Kristalle aus der Schmelze). Die Zusammensetzungen von KRS-5 und KRS-6 entsprechen ungefähr TlBr0,4ich0,6 und TlBr0,3Cl0,7. KRS-5 wird am häufigsten verwendet. Aufgrund seiner Eigenschaften, in Wasser relativ unlöslich und nicht hygroskopisch zu sein, ist es eine Alternative zu KBr, CsI und AgCl.[8]

Trihalogenide[edit]

Die Thalliumtrihalogenide sind weniger stabil als ihre entsprechenden Gegenstücke aus Aluminium, Gallium und Indium und chemisch ziemlich verschieden. Das Triiodid enthält kein Thallium mit Oxidationsstufe +3, sondern ist eine Thallium (I) -Verbindung und enthält das lineare Triiodid (I.3– –) ion.

Thallium (III) fluorid
TlF3 ist ein weißer kristalliner Feststoff, Fp. 550 ° C. Die Kristallstruktur ist die gleiche wie bei YF3 und β-BiF3. In diesem Fall ist das Thalliumatom 9-fach koordiniert (tricapped trigonal prismatisch). Es kann durch Fluoridierung des Oxids Tl synthetisiert werden2Ö3mit F.2BrF3 oder SF4 bei 300 ° C.
Thallium (III) chlorid
TlCl3 hat eine verzerrte Cr (III) -chloridstruktur wie AlCl3 und InCl3. Festes TlCl3 ist instabil und bei 40 ° C unverhältnismäßig, wobei Chlor verloren geht, um TlCl zu ergeben. Es kann in CH hergestellt werden3CN durch Behandeln einer Lösung von TlCl mit Cl2 Gas.
Thallium (III) bromid
Diese instabile Verbindung disproportioniert bei weniger als 40 ° C zu TlBr2. Es kann in CH hergestellt werden3CN durch Behandeln einer Lösung von TlBr mit Br2 Gas. In Wasser kann der Tetrahydratkomplex durch Zugabe von Brom zu einer gerührten Suspension von TlBr hergestellt werden.[9]
Thallium (I) triiodid
TlI3 ist ein schwarzer kristalliner Feststoff, hergestellt aus TlI und ich2 in wässrigem HI. Es enthält kein Thallium (III), hat aber die gleiche Struktur wie CsI3 mit dem linearen I.3– – Ion.

Gemischte Valenzhalogenide[edit]

Als Gruppe sind diese nicht gut charakterisiert. Sie enthalten sowohl Tl (I) als auch Tl (III), wobei das Thallium (III) -Atom als komplexe Anionen vorliegt, z. B. TlCl4– –.

TlCl2
Dies ist formuliert als TlichTlIIICl4.
Tl2Cl3
Diese gelbe Verbindung wird formuliert Tlich3 TlIIICl6.[10]
Tl2Br3
Diese Verbindung ist ähnlich wie Tl2Cl3 und ist formuliert Tlich3TlIIIBr6[11]
TlBr2
Dieser hellbraune Feststoff ist formuliert TlichTlIIIBr4
Tl3ich4
Diese Verbindung wurde als Zwischenprodukt bei der Synthese von beschrieben TlI3 von TlI und ich2. Die Struktur ist nicht bekannt.

Halogenidkomplexe[edit]

Thallium (I) -Komplexe
Thallium (I) kann Komplexe des Typs (TlX) bilden3)2− und (TlX4)3− sowohl in Lösung als auch wenn Thallium (I) -halogenide in Alkalimetallhalogenide eingebaut werden. Diese dotierten Alkalimetallhalogenide haben neue Absorptions- und Emissionsbänder und werden als Leuchtstoffe in Szintillationsstrahlungsdetektoren verwendet.
Thallium (III) fluoridkomplexe
Die Salze NaTlF4 und Na3TlF6 enthalten keine diskreten tetraedrischen und oktaedrischen Anionen. Die Struktur von NaTlF4 ist das gleiche wie Fluorit (CaF2) mit N / aich und TlIII Atome, die die 8-Koordinate besetzen Ca.II Websites. N / a3TlF6 hat die gleiche Struktur wie Kryolith, Na3AlF6. Dabei sind die Thalliumatome oktaedrisch koordiniert. Beide Verbindungen werden üblicherweise als gemischte Salze von Na angesehen+ und Tl3+.
Thallium (III) chloridkomplexe
Salze von tetraedrischem TlCl4– – und oktaedrisches TlCl63−sind mit verschiedenen Kationen bekannt.
TlCl-haltige Salze52− mit einer quadratischen Pyramidenstruktur sind bekannt. Einige Salze, die nominell TlCl enthalten52− enthalten tatsächlich das dimere Anion Tl2Cl104−langkettige Anionen wo TlIII ist 6 koordiniert und die oktaedrischen Einheiten sind durch Verbrückung von Chloratomen oder gemischten Salzen von verbunden TlIIICl4 und TlIIICl6.[12]
Das Ion Tl2Cl93− wo Calliumatome mit drei verbrückenden Chloratomen oktaedrisch koordiniert sind, wurde im Cäsiumsalz Cs identifiziert3Tl2Cl9.
Thallium (III) -bromidkomplexe
Salze von TlIIIBr4– – und TlIIIBr63− sind mit verschiedenen Kationen bekannt.
Die TlBr52− Anion wurde in einer Reihe von Salzen charakterisiert und ist trigonal bipyramidal. Einige andere Salze, die nominell TlBr enthalten52− sind gemischte Salze, die TlBr enthalten4– – und Br– –.[13]
Thallium (III) -iodidkomplexe
Salze von TlIIIich4– – sind bekannt. Das TlIII Das Anion ist stabil, obwohl das Triiodid eine Thallium (I) -Verbindung ist.

Verweise[edit]

  1. ^ U. Haussermann, P. Berastegui, S. Carlson, J. Haines und J. Leger Angewandte Chemie31, S. 4760 (2001)
  2. ^ AV Mudring Eur. J. Inorg. Chem. 2007, 882
  3. ^ Mir, Wasim J.; Warankar, Avinash; Acharya, Ashutosh; Das, Shyamashis; Mandal, Pankaj; Nag, Angshuman (2017). „Kolloidale Thalliumhalogenid-Nanokristalle mit angemessener Lumineszenz, Trägermobilität und Diffusionslänge“. Chemische Wissenschaft. 8 (6): 4602–4611. doi:10.1039 / C7SC01219E. PMC 5618336. PMID 28970882.
  4. ^ Koops, R. (1948). „Optische Strukturobjekte aus binären Mischkristallen“. Optik (3): 298–304.
  5. ^ Smakula A., J. Kalnajs und V. Sils (März 1953). „Inhomogenität von Thalliumhalogenid-Mischkristallen und ihre Eliminierung“. Labor für Isolationsforschung Technischer Bericht 67. Massachusetts Institute of Technology. Abgerufen 17. Oktober 2012.
  6. ^ Crystran-Daten für KRS5 http://www.crystran.co.uk/krs5-thallium-bromoiodide-tlbrtli.htm
  7. ^ Crystran-Daten für KRS6 http://www.crystran.co.uk/krs6-thallium-bromochloride-tlbrtlcl.htm
  8. ^ Frank Twyman (1988) Prismen- und Linsenherstellung: Ein Lehrbuch für optische Glasarbeiter CRC Drücken Sie ISBN 0-85274-150-2, Seite 170
  9. ^ Glaser J. (1979) Acta Chem. Scand. A33, 789. T605.
  10. ^ Böhme R., Rath J., Grunwald B., Thiele G., Z. Naturforsch. B. 361366 (1980).
  11. ^ Ackermann R., Hirschle C., Rotter HW, Thiele G. Z. für Anorg. Allgem. Chemie 2002, 628(12), 2675 & ndash; 2682.
  12. ^ James MA, Clyburne JAC, Linden A., James B. D., Liesegang J., Zuzich V. Können. J. Chem., 1996, 741490
  13. ^ Linden A., Nugent KW, Petridis A., James BD, Inorg. Chim. Acta, 1999, 285122.

Weitere Informationen[edit]

  1. Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemie der Elemente (2. Aufl.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
  2. Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey; Murillo, Carlos A.; Bochmann, Manfred (1999), Fortgeschrittene Anorganische Chemie (6. Aufl.), New York: Wiley-Interscience, ISBN 0-471-19957-5