Strukturen der Stickstoffhalogenide 150px|StickstofftrihalogenidePyramidale Struktur der Stickstofftrihalogenide 150px|StickstoffwasserstoffhalogenideStruktur der beiden möglichenStickstoff-Wasserstoff-Halogenide: das zentrale N-Atom jeweils in blau, die Halogenatome (X) in rot 150px|DistickstofftetrahalogenideStruktur der Distickstoff-Tetrahalogenide: die Halogenatome (X) sind jeweils rot, man beachte die einsamen Elektronenpaare (in blau) 150px|DistickstoffdihalogenideStruktur der Distickstoff-Dihalogenide: hier treten cis/trans-Isomere auf Stickstoffhalogenide sind binäre Verbindungen des Stickstoff mit Halogenen. Bei den meisten bisher bekannten Vertretern besitzen diese die Zusammensetzung NX3 (mit X = Halogen), es sind aber auch Halogenamine bzw. Halogenidhydride und Verbindungen mit zwei oder drei Stickstoffatomen pro Molekül bekannt.Nikolaus Korber: Stickstoffhalogenide, Anorganische Chemie, Vorlesungsscript, Universität Regensburg

Stickstofftrihalogenide NX3 Die Stickstofftrihalogenide besitzen analog zum Ammoniak (NH3) eine pyramidale Struktur mit 3 gleichwertigen Halogenatomen. Außer dem Stickstofftrifluorid sind diese Stickstoffhalogenide endotherme Verbindungen, die beim Erhitzen oder teils bei Berührung explodieren. Folgende pyramidalen Stickstofftrihalogenide sind bekannt:Hans Peter Latscha, H.A. Klein: Anorganische Chemie. Springer, 2002, ISBN 3-540-42938-7, S. 312ff. Stickstofftrifluorid (NF3) Stickstofftrichlorid (NCl3) Stickstofftribromid (NBr3) Iodstickstoff (Stickstofftriiodid, NI3)

Aufsteigend mit dem beteiligten Halogen variieren auch die Stabilität, Farbe und Struktur der Stickstofftrihalogenide: das farblose Fluorid und das gelbe Chlorid bilden relativ stabile Einzelmoleküle, die sich erst beim Erhitzen zersetzen, das äußerst instabile, rote Bromid kann sowohl monomere, als auch polymere Modifikationen ausbilden, das hochexplosive Iodid schließlich liegt nur als schwarzes Polymer vor.J. Jander: Non-Aqueous Solvents for Preparation and Reactions of Nitrogen Halogen Compounds. (PDF; 465 kB) Pure Appl. Chem., Vol. 49, Pergamon, 1977, S. 67–73.

Stickstoffwasserstoffhalogenide Neben binären Halogeniden wurden auch ebenfalls pyramidal gebaute Stickstoffwasserstoffhalogenide oder Stickstoffhalogenidhydride der Typen NHX2 und NH2X gefunden, die auch als Halogenamine bezeichnet werden. Diese sind keine binären Verbindungen und im strengen Sinne keine Stickstoffhalogenide, werden aber von den meisten Lehrbüchern dennoch zu dieser Gruppe gezählt. Dazu gehören:

Monohalogenamine NH2X Monofluoramin (NH2F) Monochloramin (NH2Cl) Monobromamin (NH2Br) Monoiodamin (NH2I)

Dihalogenamine NHX2 Difluoramin (NHF2) Dichloramin (NHCl2) Dibromamin (NHBr2) Diiodamin (NHI2)

Höhere Stickstoffhalogenide Neben den vom Ammoniak abgeleiteten, einfach-pyramidalen Stickstofftrihalogeniden und Halogenaminen existieren auch einige Verbindungen mit zwei oder drei Stickstoffatomen im Molekül. Die Distickstofftetrahalogenide N2X4 sind bipyramidal aufgebaut, ähnlich dem Ethan, wobei jedoch ein Wasserstoffatom durch ein freies Elektronenpaar ersetzt ist bzw. analog zu Hydrazin. Die Distickstoffdihalogenide N2X2 besitzen eine N=N-Doppelbindung und es treten cis-trans-Isomere auf. Die Halogenazide N3X sind Derivate der Stickstoffwasserstoffsäure und besitzen deren Struktur. Die einzig stabile, nicht endotherme Verbindung ist das Distickstofftetrafluorid, alle anderen Verbindungen sind nur bei tiefen Temperaturen darstellbar und empfindlich auf Schlag und Temperaturerhöhung.

Distickstofftetrahalogenide N2X4 Distickstofftetrafluorid (N2F4) Distickstofftetrachlorid (N2Cl4)

Distickstoffdihalogenide N2X2 Distickstoffdifluorid (N2F2) Distickstoffdichlorid (N2Cl2)

Halogenazide N3X Fluorazid (N3F) Chlorazid (N3Cl) Bromazid (N3Br) Iodazid (N3I)

Übersicht wichtiger Eigenschaften Eigenschaften der Stickstoffhalogenide Stickstoffwasserstoffmonohalogenide Name Monofluoramin Monochloramin Monobromamin Monoiodamin Kurzbeschreibung farbloses Gas farbloses Gas rotviolette Substanz schwarze Substanz Entdeckung (Jahr, Person) 1988, Minkwitz 1923, Marckwand, Wille ? 1962, Jander Smp./Sdp. (°C) ~ −100 °C (Zers.) / – ~ −70 °C, > −110 °C Zers. ? > −90 °C Zers. ΔHf0 (kJ) (=Standardbildungsenthalpie) ? 390 kJ ? ? Stickstoffwasserstoffdihalogenide Name Difluoramin Dichloramin Dibromamin Diiodamin Kurzbeschreibung farbloses Gas gelbes Gas orangefarbene Substanz schwarze Substanz Entdeckung (Jahr, Person) 1931, Ruff 1929, Chapin 1958, Jander 1962, Jander Smp./Sdp. (°C) −116,4 °C / −23,6 °C Zersetzung ? > −60 °C Zers. ΔHf0 (kJ) −67 kJ ? ? ? Stickstofftrihalogenide Name Stickstofftrifluorid Stickstofftrichlorid Stickstofftribromid Stickstofftriiodid Kurzbeschreibung farbloses Gas gelbes Öl tiefrote Kristalle tiefrote Substanz Entdeckung (Jahr, Person) 1928, Ruff 1811, Dulong 1975, Jander 1990, Klapötke Smp./Sdp. (°C) −206,8 °C / −129,0 °C −40 °C / 71 °C > −100 °C Explosion > −78 °C Zers. ΔHf0 (kJ) −125 kJ + 229 kJ ? + 290 kJ Distickstofftetrahalogenide Name Distickstofftetrafluorid Distickstofftetrachlorid DistickstofftetrabromidVerbindung wurde bisher nicht nachgewiesen. Distickstofftetraiodid Kurzbeschreibung farbloses Gas ? – – Entdeckung (Jahr, Person) 1957, Colburn ? – – Smp./Sdp. (°C) −164,5 °C / −73 °C ? – – ΔHf0 (kJ) ? ? – – Distickstoffdihalogenide Name Distickstoffdifluorid Distickstoffdichlorid Distickstoffdibromid Distickstoffdiiodid Kurzbeschreibung farbloses Gas ? – – Entdeckung (Jahr, Person) 1942, Haller ? – – Smp./Sdp. (°C) trans: −172 °C / −114,4 °C cis: −195 °C / −105,7 °C ? – – ΔHf0 (kJ) trans: 82,1 kJ cis: 69,5 kJ ? – – Tristickstoffmonohalogenide / Halogenazide Name Fluorazid Chlorazid Bromazid Iodazid Kurzbeschreibung grüngelbes Gas farbloses Gas orangerote Flüssigkeit farblose Substanz Entdeckung (Jahr, Person) 1942, Haller 1908, Raschig 1925, Spencer 1900, Hantzsch Smp./Sdp. (°C) −154 °C / −82 °C −100 °C / −15 °C −45 °C / Explosion ~20 °C / Explosion ΔHf0 (kJ) ? + 390 kJ + 385 kJ ? „?“ = Wert nicht bekannt, „–“ = Substanz nicht bekannt

Einzelnachweise

Kategorie:Stoffgruppe Stickstoffhalogenide Stickstoffhalogenide