Interhalógeno

Un compuesto interhalógeno es una molécula que contiene dos o más átomos halógenos diferentes (flúor, cloro, bromo, yodo o astatino) y ningún átomo de elementos de ningún otro grupo.

La mayoría de los compuestos interhalógenos conocidos son binarios (compuestos de sólo dos elementos distintos). Sus fórmulas son generalmente XY_n, donde n = 1, 3, 5 o 7, y X es el menos electronegativo de los dos halógenos. El valor de "n" en los interhalógenos es siempre impar, debido a la valencia impar de los halógenos. Todos ellos son propensos a la hidrólisis, e ionizan para dar lugar a iones polialógenos. Los formados con astatina tienen una vida media muy corta debido a que la astatina es intensamente radiactiva.

No se conocen definitivamente compuestos interhalógenos que contengan tres o más halógenos diferentes,^[1]​ aunque algunos libros afirman que la IFCl
2 y IF
2Cl se han obtenido, y los estudios teóricos parecen indicar que algunos compuestos de la serie BrClF
n son poco estables.

Los interhalógenos de la forma XY tienen propiedades físicas intermedias entre las de los dos halógenos parentales. El enlace covalente entre los dos átomos tiene algún carácter iónico, el halógeno menos electronegativo, X, se oxida y tiene una carga positiva parcial. Se conocen todas las combinaciones de flúor, cloro, bromo y yodo que tienen la fórmula general antes mencionada, pero no todas son estables. Algunas combinaciones de astatino con otros halógenos ni siquiera se conocen, y las que se conocen son altamente inestables.

Todavía no se han descubierto fluoruros de astatina. Su ausencia se ha atribuido especulativamente a la extrema reactividad de esos compuestos, incluida la reacción de un fluoruro inicialmente formado con las paredes del recipiente de vidrio para formar un producto no volátil. Así pues, aunque se cree que la síntesis de un fluoruro de astatina es posible, puede requerir un disolvente de fluoruro halógeno líquido, como ya se ha utilizado para la caracterización de los fluoruros de radón.^[2]​^[3]​

Además, existen moléculas análogas que contienen pseudohalógenos, como los halogenuros de cianógeno.

Todos los interhalógenos hexatómicos y octatómicos estables implican un halógeno más pesado combinado con cinco o siete átomos de flúor. A diferencia de los otros halógenos, los átomos de flúor tienen una alta electronegatividad y un tamaño pequeño que es capaz de estabilizarlos.

Típicamente, los enlaces interhalógenos son más reactivos que los enlaces halógenos diatómicos, porque los enlaces interhalógenos son más débiles que los enlaces halógenos diatómicos, excepto el F₂. Si los interhalógenos se exponen al agua, se convierten en iones de haluro y oxihaluro. Con el BrF₅, esta reacción puede ser explosiva. Si los interhalógenos se exponen al dióxido de silicio, o a óxidos metálicos, entonces el silicio o el metal respectivamente se enlazan con uno de los tipos de halógeno, dejando libres los halógenos diatómicos y el oxígeno diatómico. La mayoría de los interhalógenos son fluoruros halógenos, y todos menos tres (IBr, AtBr y AtI) del resto son cloruros halógenos. El cloro y el bromo pueden unirse cada uno a cinco átomos de flúor, y el yodo puede unirse a siete. Los interhalógenos AX y AX₃ pueden formarse entre dos halógenos cuyas electronegatividades están relativamente cerca una de la otra. Cuando los interhalógenos se exponen a los metales, reaccionan para formar halógenos metálicos de los halógenos constituyentes. El poder de oxidación de un interhalógeno aumenta con el número de halógenos adheridos al átomo central del interhalógeno, así como con la disminución del tamaño del átomo central del compuesto. Los interhalógenos que contienen flúor tienen más probabilidades de ser volátiles que los interhalógenos que contienen halógenos más pesados.^[1]​

Los interhalógenos con uno o tres halógenos unidos a un átomo central están formados por dos elementos cuyas electronegatividades no están muy separadas. Los interhalógenos con cinco o siete halógenos enlazados a un átomo central están formados por dos elementos cuyos tamaños son muy diferentes. El número de halógenos más pequeños que pueden unirse a un gran halógeno central está guiado por la relación entre el radio atómico del halógeno más grande y el radio atómico del halógeno más pequeño. Varios interhalógenos, como el IF₇, reaccionan con todos los metales excepto con los del grupo del platino. El IF₇, a diferencia de los interhalógenos de la serie XY₅, no reacciona con los fluoruros de los metales alcalinos.^[1]​

El ClF₃ es el más reactivo de los interhalógenos del XY₃. El ICl₃ es el menos reactivo. El BrF₃ tiene la mayor estabilidad térmica de los interhalógenos con cuatro átomos. El ICl₃ tiene la más baja. El trifluoruro de cloro tiene un punto de ebullición de -12 °C. El trifluoruro de bromo tiene un punto de ebullición de 127 °C y es un líquido a temperatura ambiente. El tricloruro de yodo se funde a 101 °C.^[1]​

La mayoría de los interhalógenos son gases covalentes. Algunos interhalógenos, especialmente los que contienen bromo, son líquidos, y la mayoría de los interhalógenos que contienen yodo son sólidos. La mayoría de los interhalógenos compuestos de halógenos más ligeros son bastante incoloros, pero los interhalógenos que contienen halógenos más pesados tienen un color más intenso debido a su mayor peso molecular. En este sentido, los interhalógenos son similares a los halógenos. Cuanto mayor es la diferencia entre las electronegatividades de los dos halógenos en un interhalógeno, mayor es el punto de ebullición del interhalógeno. Todos los interhalógenos son diamagnéticos. La longitud de enlace de los interhalógenos de la serie XY aumenta con el tamaño de los halógenos constituyentes. Por ejemplo, ClF tiene una longitud de enlace de 1.628 Å, e IBr tiene una longitud de enlace de 2.47 Å.^[1]​

Es posible producir interhalógenos más grandes, como el ClF₃, exponiendo interhalógenos más pequeños, como el ClF, a halógenos diatómicos puros, como el F₂. Este método de producción es especialmente útil para generar fluoruros halógenos. A temperaturas de 250 a 300 °C, este tipo de método de producción también puede convertir los interhalógenos más grandes en otros más pequeños. También es posible producir interhalógenos combinando dos halógenos puros en diversas condiciones. Este método puede generar cualquier interhalógeno excepto el IF₇.^[1]​

Los interhalógenos más pequeños, como el ClF, pueden formarse por reacción directa con halógenos puros. Por ejemplo, el F₂ reacciona con el Cl₂ a 250 °C para formar dos moléculas de ClF. El Br₂ reacciona con el flúor diatómico de la misma manera, pero a 60 °C. I₂ reacciona con el flúor diatómico a sólo 35 °C. Tanto la ClF como el BrF pueden producirse por la reacción de un interhalógeno mayor, como la ClF₃ o el BrF₃, y una molécula diatómica del elemento inferior en la tabla periódica. Entre los interhalógenos hexatómicos, el IF₅ tiene un punto de ebullición más alto (97 °C) que el BrF₅ (40,5 °C), aunque ambos compuestos son líquidos a temperatura ambiente. El interhalógeno IF₇ puede formarse al reaccionar el yoduro de paladio con el flúor.^[1]​

Algunos interhalógenos, como el BrF₃, el IF₅ y el ICl, son buenos agentes halógenos. El BrF₅ es demasiado reactivo para generar flúor. Además, el monocloruro de yodo tiene varias aplicaciones, entre ellas ayudar a medir la saturación de las grasas y los aceites, y como catalizador de algunas reacciones. Varios interhalógenos, incluido el IF₇, se utilizan para formar polialhálidos.^[1]​

Existen compuestos similares con varios pseudohalógenos, como los azidas halógenos (FN<sub id="mwAYU">3</sub>, ClN<sub id="mwAYc">3</sub>, BrN<sub id="mwAYk">3</sub>, y IN<sub id="mwAYs">3</sub>) y los halógenos cianógenos (FCN, ClCN, BrCN, y ICN).

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