Псевдогалогены: аналоги галогенов, заменяющие их в соединениях. Химия, свойства, примеры (цианиды, тиоцианаты, азиды). Важные лиганды и функциональные группы.
Compounds with similar properties to polyatomic halogens
Псевдогалогены — это полиатомные аналоги галогенов, химия которых, подобная химии истинных галогенов, позволяет им замещать галогены в нескольких классах химических соединений. Псевдогалогены встречаются в молекулах псевдогалогенов, неорганических молекулах общей формы Ps–Ps или Ps–X (где Ps — группа псевдогалогена), таких как цианоген; в виде псевдогалидных анионов, таких как ион цианида; в неорганических кислотах, таких как циановодородная кислота; в качестве лигандов в координационных комплексах, таких как феррицианид; и в качестве функциональных групп в органических молекулах, таких как нитрильная группа. К хорошо известным функциональным группам псевдогалогенов относятся цианид, цианат, тиоцианат и азид.
Pseudohalogens are polyatomic analogues of halogens, whose chemistry, resembling that of the true halogens, allows them to substitute for halogens in several classes of chemical compounds. Pseudohalogens occur in pseudohalogen molecules, inorganic molecules of the general forms Ps–Ps or Ps–X (where Ps is a pseudohalogen group), such as cyanogen; pseudohalide anions, such as cyanide ion; inorganic acids, such as hydrogen cyanide; as ligands in coordination complexes, such as ferricyanide; and as functional groups in organic molecules, such as the nitrile group. Well known pseudohalogen functional groups include cyanide, cyanate, thiocyanate, and azide.
Примеры молекул псевдогалогена
Примеры симметричных псевдогалогенных соединений (Ps\sPs, где Ps – псевдогалоген) включают цианоген (|CN)2, тиоцианоген (|SCN)2 и перекись водорода (|H2O2). Другим сложным симметричным псевдогалогенным соединением является дикобальт октакарбонил, |Co2(CO)8. Это вещество можно рассматривать как димер гипотетического тетракарбонила кобальта, |Co(CO)4. Примерами несимметричных псевдогалогенных соединений (псевдогалогенные галогениды |Ps\sX, где Ps – псевдогалоген, а X – галоген, или интерпсевдогалогены |Ps¹\sPs², где |Ps¹ и Ps² – два различных псевдогалогена), аналогичными бинарным интергалогенным соединениям, являются галогениды цианогена, такие как хлорид цианогена (|Cl\sCN), бромид цианогена (|Br\sCN), фторид нитрила (|F\sNO2), хлорид нитрозила (|Cl\sNO) и хлорид азида (|Cl\sN3), а также интерпсевдогалогены, такие как триоксид ди азота (|O\dN\sNO2), азотная кислота (|HO\sNO2) и азид цианогена (|N3\sCN). Не все комбинации интерпсевдогалогенов и псевдогалогенных галогенидов стабильны (например, сульфанол |HS\sOH).
Examples of symmetrical pseudohalogen compounds (|Ps\sPs, where Ps is a pseudohalogen) include cyanogen |(CN)2, thiocyanogen |(SCN)2 and hydrogen peroxide |H2O2. Another complex symmetrical pseudohalogen compound is dicobalt octacarbonyl, |Co2(CO)8. This substance can be considered as a dimer of the hypothetical cobalt tetracarbonyl, |Co(CO)4. Examples of non symmetrical pseudohalogen compounds (pseudohalogen halides |Ps\sX, where Ps is a pseudohalogen and X is a halogen, or interpseudohalogens |Ps^{1}\sPs^{2}|, where |Ps^{1} and Ps^{2}| are two different pseudohalogens), analogous to the binary interhalogen compounds, are cyanogen halides like cyanogen chloride (|Cl\sCN), cyanogen bromide (|Br\sCN), nitryl fluoride (|F\sNO2), nitrosyl chloride (|Cl\sNO) and chlorine azide (|Cl\sN3), as well as interpseudohalogens like dinitrogen trioxide (|O\dN\sNO2), nitric acid (|HO\sNO2) and cyanogen azide (|N3\sCN). Not all combinations of interpseudohalogens and pseudohalogen halides are known to be stable (e. g. sulfanol |HS\sOH).
Псевдогаллиды
Псевдогалиды образуют одновалентные анионы, которые образуют бинарные кислоты с водородом и нерастворимые соли с серебром, такие как цианид серебра (AgCN), цианат серебра (AgOCN), фулминат серебра (AgCNO), тиоцианат серебра (AgSCN) и азид серебра (AgN3). Распространенным комплексным псевдогалидом является тетракарбонилкобальтат [Co(CO)4]−. Кислотный кобальтовый тетракарбонилгидрид HCo(CO)4 на самом деле является довольно сильной кислотой, хотя его низкая растворимость делает его менее сильным, чем истинный галогеноводород. Поведение и химические свойства вышеуказанных псевдогалидов идентичны поведению истинных галогенид-ионов. Наличие внутренних кратных связей, по-видимому, не влияет на их химическое поведение. Например, они могут образовывать сильные кислоты типа HX (сравните хлористый водород HCl с тетракарбонилкобальтатным водородом HCo(CO)4) и могут реагировать с металлами M, образуя соединения типа MX (сравните хлорид натрия NaCl с азидом натрия NaN3). Нанокластеры алюминия (часто называемые суператомами) иногда рассматриваются как псевдогалиды, поскольку они также химически ведут себя как галогенид-ионы, образуя Al13I2− (аналогично трииодиду I3−) и подобные соединения. Это связано с влиянием металлической связи в малых масштабах.
Pseudohalides form univalent anions which form binary acids with hydrogen and form insoluble salts with silver such as silver cyanide (AgCN), silver cyanate (AgOCN), silver fulminate (AgCNO), silver thiocyanate (AgSCN) and silver azide (|AgN3). A common complex pseudohalide is a tetracarbonylcobaltate |[Co(CO)4]−. The acid cobalt tetracarbonyl hydride |HCo(CO)4 is in fact quite a strong acid, though its low solubility renders it not as strong as the true hydrogen halide. The behavior and chemical properties of the above pseudohalides are identical to that of the true halide ions. The presence of the internal multiple bonds does not appear to affect their chemical behavior. For example, they can form strong acids of the type HX (compare hydrogen chloride HCl to hydrogen tetracarbonylcobaltate |HCo(CO)4), and they can react with metals M to form compounds like MX (compare sodium chloride NaCl to sodium azide |NaN3). Nanoclusters of aluminium (often referred to as superatoms) are sometimes considered to be pseudohalides since they, too, behave chemically as halide ions, forming [[Superatom#Aluminum clusters||Al13]]I2− (analogous to triiodide |I3−) and similar compounds. This is due to the effects of metallic bonding on small scales.