Жұт иод және оттегінен тұратын теріс зарядталған молекула
Periodate
Периодат – иод пен оттегінен тұратын теріс зарядталған ион. IO4− және IO65− формалары бар, тұз түзуге қабілетті. Химиялық қасиеттері туралы толық ақпарат!
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Теріс зарядталған оттегі мен йодтан құралған молекула.
Negatively charged molecule made of oxygen and iodine
Периодат (/p//ə/'/r//aɪ//.//ə//d//eɪ//t/ pəRYədayt) – йод пен оттегіден тұратын анион. Бұл йодтың көптеген оксианиондарының бірі және олардың арасындағы ең жоғарысы, онда йодтың тотығу дәрежесі +7-ге тең. Перхлорат сияқты басқа пергалогендерден өзгеше, периодат екі түрде кездесе алады: метапериодат IO4− және ортопериодат IO65−. Осыған байланысты, ол көрші топтағы теллурат ионымен салыстырылады. Периодат иондарымен бірігіп, периодаттар түзеді, оларды периодик қышқылының тұздары деп қарастыруға болады. Периодаттарды Генрих Густав Магнус пен К. Ф. Аммермюллер ашқан, олар 1833 жылы алғаш рет периодик қышқылын синтездеген.
Periodate (/p//ə/'/r//aɪ//.//ə//d//eɪ//t/ pəRYədayt) is an anion composed of iodine and oxygen. It is one of a number of oxyanions of iodine and is the highest in the series, with iodine existing in oxidation state +7. Unlike other perhalogenates, such as perchlorate, it can exist in two forms: metaperiodate IO4− and orthoperiodate IO65−. In this regard it is comparable to the tellurate ion from the adjacent group. It can combine with a number of counter ions to form periodates, which may also be regarded as the salts of periodic acid. Periodates were discovered by Heinrich Gustav Magnus and C. F. Ammermüller; who first synthesised periodic acid in 1833.
Құрылымы мен жабысуы
Орто және метапериодатта йод гипервалентті, себебі ол классикалық түрде мүмкін болатыннан көп байланыстар құрайды. Бұл дативтік байланыстар тұрғысынан түсіндіріледі, бұл осы молекулаларда екі есе байланыстың болмауын растайды. Нақты құрылымдар қарсы иондарға байланысты өзгереді, бірақ ортопериодаттардың орташа геометриясы рентгендік сәулелердің дифракциясы арқылы анықталған, сәл деформацияланған октаэдрлі болып келеді, онда I–O байланысының ұзындығы 1,89 Å құрайды.
In both the ortho and metaperiodate the iodine is hypervalent, as it forms more bonds than would classically be allowed. This has been explained in terms of dative bonds, confirming the absence of double bonding in these molecules. Exact structures vary depending on counter ions, however on average orthoperiodates adopt a slightly deformed octahedral geometry with X ray diffraction showing I–O bond lengths of 1.89 Å.
Қиындық реакциялары
Периодаттар әртүрлі 1,2-дифункционалды алкандардағы көміртек-көміртек байланыстарын үзуге қабілді. Бұған ең көп таралған мысал – диолдың бөлінуі, ол сондай-ақ алғаш рет ашылған (Малапрад реакциясы). Диолдардан басқа, периодаттар 1,2-гидроксикетон, 1,2-дикетон, α-кетоқышқылдар, α-гидроксиқышқылдар, аминқышқылдары, 1,2-амин спирттері және 1,2-диаминдерді альдегидтерге, кетондарға және карбон қышқылдарына дейін үзуге болады. H2SO4 немесе HNO3 сияқты күшті қышқыл катализаторының қатысуымен эпоксидтер де альдегидке немесе кетондарға немесе дикарбонил қосылыстарына айналады. Алкендер Лемье-Джонсон тотығу процесінде тотықтырылып, үзілуі мүмкін. Бұл процесте периодтың өзін жаңартатын осмий тетроксидінің каталитикалық мөлшері қолданылады. Жалпы процесс озонды ыдыратуға тең. Бөліну реакциялары периодат эфирі деп аталатын циклдік аралық арқылы жүреді. Оның пайда болуына pH және температура әсер етуі мүмкін, бірақ субстраттың геометриясы ең күшті әсер етеді, цис-диолдар транс-диолдарға қарағанда айтарлықтай жылдам реакцияға түседі. Реакциялар экзотермиялық болып келеді және әдетте 0 °C температурада жүргізіледі. Периодат тұздары тек суда жақсы еритіндіктен, реакциялар көбінесе сулы ортада жүргізіледі. Егер еригіштік мәселе туындаса, спирттерде еритін периодик қышқылды қолдануға болады; екі фазалы реакциялық қоспаларда фазалық ауыстыру катализаторлары да тиімді. Ерекше жағдайларда периодты ұқсас реакцияға түсетін және органикалық еріткіштерде еритін қорғасын тетраацетатымен алмастыруға болады (Криги тотығуы). Периодат бөлінуі молекулалық биохимияда сахарид сақиналарын өзгерту мақсатында жиі қолданылады, себебі көптеген бес және алты мүшелі қанттарда жақын орналасқан диолдар болады. Тарихи тұрғыдан, ол моносахаридтердің құрылымын анықтау үшін де қолданылған. Периодат бөлінуі қағаз өндірісінде қолданылатын диалдегид крахмалын алу үшін өнеркәсіптік масштабта жүзеге асырылуы мүмкін.
Periodates can cleave carbon–carbon bonds on a variety of 1,2 difunctionalised alkanes. The most common example of this is diol cleavage, which was also the first to be discovered (Malaprade reaction). In addition to diols, periodates can cleave 1,2 hydroxy ketones, 1,2 diketones, α keto acids, α hydroxy acids, amino acids, 1,2 amino alcohols, and 1,2 diamines, to give aldehydes, ketones, and carboxylic acids. In the presence of strong acid catalyst, like H2SO4 or HNO3 epoxides are also converted into aldehyde or ketones or dicarbonyl compounds. Alkenes can also be oxidised and cleaved in the Lemieux–Johnson oxidation. This uses a catalytic loading of osmium tetroxide which is regenerated in situ by the periodate. The overall process is equivalent to that of ozonolysis. Cleavage reactions proceed via a cyclic intermediate called a periodate ester. The formation of this may be affected by pH and temperature but is most strongly affected by the geometry of the substrate, with cis diols reacting significantly faster than trans diols. The reactions are exothermic and are typically performed at 0 °C. As periodate salts are only readily soluble in water reactions are generally performed in aqueous media. Where solubility is an issue periodic acid may be used, as this is soluble in alcohols; phase transfer catalysts are also effective in biphasic reaction mixtures. In extreme cases the periodate may be exchanged for lead tetraacetate which reacts in a similar manner and is soluble in organic solvents (Criegee oxidation). Periodate cleavage is often utilized in molecular biochemistry for the purposes of modifying saccharide rings, as many five and six membered sugars have vicinal diols. Historically it was also used to determine the structure of monosaccharides. Periodate cleavage may be performed on an industrial scale to form dialdehyde starch which has uses in paper production.
Окистену реакциялары
Периодаттар – күшті тотықтырғыштар. Олар катехолды 1,2-бензохинонға, ал гидрохинонды 1,4-бензохинонға тотықтыра алады. Сульфидтер тиімді түрде сульфоксидтерге тотықтырылады. Периодаттар перманганат, осмий тетроксиді және рутений тетроксиді сияқты басқа да күшті бейорганикалық тотықтырғыштарды жасауға жеткілікті күшті.
Periodates are powerful oxidising agents. They can oxidise catechol to 1,2 benzoquinone and hydroquinone to 1,4 benzoquinone. Sulfides can be effectively oxidised to sulfoxides. Periodates are sufficiently powerful to generate other strong inorganic oxidisers such as permanganate, osmium tetroxide
and ruthenium tetroxide.
Арнайы мақсаттағы пайдалану
Периодаттар рутенийге негізделген кейбір оксидтерді өте таңдамалы түрде кедіргілеп (электрхимиялық жолмен ерітетін) заттар болып табылады. Микроскопияда қолданылатын көптеген бояғыштар периодаттарға негізделген (мысалы, период қышқылы – Шифф бояуы және Джонс бояуы). Периодаттар пиротехникада тотықтырғыш заттар ретінде де қолданылған. 2013 жылы АҚШ армиясы қоршаған ортаға зиян келтіретін барий нитраты және калий перхлораты химиялық заттарын олардың із кесетін оқ-дәрілерінде пайдалану үшін натрий метапериодатымен алмастыратынын хабарлады.
Periodates are highly selective etchants for certain ruthenium based oxides. Several staining agents use in microscopy are based around periodate (e. g. periodic acid–Schiff stain and Jones' stain). Periodates have also been used as oxidising agents for use in pyrotechnics. In 2013 the US Army announced that it would replace the environmentally harmful chemicals barium nitrate and potassium perchlorate with sodium metaperiodate for use in their tracer ammunition.