Нитрид трииода

Нитри́д триио́да (иногда йодистый азот, неверно: азид йода) — чрезвычайно взрывчатое неорганическое соединение азота и иода с формулой NI3. Обычно получается в виде чёрно-коричневых кристаллов — аддукта с аммиаком NI3 . n NH3 (аммиаката), но был получен и в индивидуальном виде реакцией BN с IF при низких температурах.

Чёрные кристаллы очень чувствительны к механическим воздействиям. В сухом виде взрывается от прикосновения, образуя розовато-фиолетовое облако паров йода. Скорость детонации  Это единственное известное вещество, которое взрывается под воздействием альфа-частиц и других продуктов ядерного распада.

Впервые был получен Куртуа в 1812—1813 гг. (по другой версии это сделал Ганч в 1900 г.).

Свойства 
Аддукт нитрида иода разлагается при взаимодействии с диэтилцинком Zn(C2H5)2:

 NH3.NI3 + 3Zn(C2H5)2 ->
 -> NH3 + N(C2H5)3 + 3ZnC2H5I.

Благодаря именно этой реакции установлено строение аддукта йодида азота с аммиаком

Во влажном виде при наличии избытка аммиака в растворе сравнительно устойчив. Из-за крайней нестабильности применяется как средство для эффектного химического фокуса. Нестабильность вещества вызвана большой длиной связи N-I и большими относительными размерами трёх атомов иода, приходящихся на один атом азота, и, соответственно, низкой энергией активации реакции разложения.
Является единственным известным взрывчатым веществом, способным детонировать от альфа-излучения и осколков деления тяжёлых ядер.

Нерастворим в этаноле. Разлагается горячей водой, кислотами-окислителями, щелочами.

Реакция разложения чистого вещества:

 2NI3(тв.)  -> N2 ^ \ + \ 3 I2 ^ ΔH = −290 кДж/моль.

Аммиак, который присутствует в аддукте, является восстановителем для образующегося иода:

 8NI3.NH3 -> 5 N2 ^ + 6 NH4I + 9 I2.

Нитрид трииода подвергается гидролизу с образованием оксида азота (III) и йодоводородной кислоты:

 2NI3 + 3H2O -> 6HI + N2O3.

Йодид азота является окислителем, так, образованный in situ при добавлении раствора йода к раствору восстановителя в водном аммиаке, он окисляет гидрохинон до хингидрона и бензальдегид до бензойной кислоты.

Синтез

Аммиакаты нитрида трийода 

В результате реакции иода с водным аммиаком образуется взрывоопасное коричневое твёрдое вещество. При смешивании выпадает чёрный или бурый осадок, представляющий собой продукт присоединения аммиака к нитриду трииода:

 3I2(s) + 5NH3(aq) -> NI3*NH3(s) + 3NH4I(aq).

При реакции с безводным аммиаком в условиях низких температур образующийся продукт имеет состав NI3.(NH3)5, при нагревании он начинает терять часть аммиака. Этот аддукт впервые был описан Куртуа в 1812, окончательно его формулу определил  в 1905 году.

В твёрдом состоянии его структура состоит из цепочек -NI2-I-NI2-I-NI2-I -.

Чистый нитрид трийода 
Впервые нитрид трийода NI3, свободный от связанного аммиака, был синтезирован в 1930 году взаимодействием дибромйодида калия KIBr2 с жидким аммиаком, у полученного в этой реакции продукта молярное отношение йода и азота составляло 1:3,04:

 3 KIBr2 + 4 NH3 -> NI3 + 3 KBr + 3 NH4Br.

Полученный NI3 сублимировался в вакууме при комнатной температуре и конденсировался в ловушке, охлаждаемой жидким воздухом.

Также NI3 с низким выходом образуется при реакции нитрида бора BN с монофторидом иода IF в трихлорфторметане при :

 BN + 3 IF -> NI3 + BF3.

Применение 
Вероятно, единственным практическим применением нитрида трийода является йодирование фенолов (и других электронобогащенных ароматических соединений), при этом NI3 получают in situ, добавляя к аммиачному раствору фенола раствор йода. Так, тимол в таких условиях йодируется в о-положение к гидроксилу с образованием йодтимола, а пиррол количественно йодируется до тетрайодпиррола.

Вместе с тем, благодаря лёгкости получения и эффектности его взрывного разложения взрыв микроколичеств аммиаката йодида азота входит в число демонстрационных экспериментов в курсе неорганической химии.

Регулирование 
По CFR  § 172.101 запрещена перевозка.

Литература

Примечания 

Соединения иода
Взрывчатые химические соединения
Иод
Галогениды азота
Соединения азота по алфавиту