Iodstickstoff

Iodstickstoff (NI₃), oft auch als Stickstofftriiodid bezeichnet (chemisch korrekt wäre Iodnitrid), ist eine äußerst labile chemische Verbindung von Iod und Stickstoff, die bereits bei geringster Energiezufuhr durch Reibung, Schlag oder Erschütterung eine stark exotherme Reaktion (Explosion) zeigt. Stickstofftriiodid gehört zur Stoffgruppe der Stickstoffhalogenide.

Aufgrund seiner Instabilität findet Iodstickstoff als Sprengstoff keine praktische Anwendung. Die Synthese von Kleinstmengen ist jedoch zur didaktischen Veranschaulichung im Rahmen des Chemieunterrichts interessant. Getrocknete Reste zerfallen nach kurzer Zeit mit einem spektakulären Knall, der von einer violetten Iod-Wolke begleitet wird.

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Synthese

In reiner Form wurde Iodstickstoff erstmals 1990 aus Bornitrid und Iodfluorid bei −30 °C in Trichlorfluormethan synthetisiert^[2].

Eher gebräuchlich ist die Darstellung durch Einleiten von Iod oder Zugabe von Iodkristallen in eine konzentrierte Ammoniaklösung. Der Stickstoff wird analog zu den Kohlenwasserstoffen halogeniert. Dies führt zur Bildung eines meist als Iodstickstoff bezeichneten polymeren Stickstofftriiodid-Ammoniak-Adduktes, NI₃·NH₃. Dieses bildet schwarzbraune, rhombische Kristalle, die sich in Wasser zu Iodwasserstoff, Iod und Ammoniak zersetzen.

Das Produkt ist hochexplosiv und muss mit der nötigen Vorsicht behandelt werden.

Eigenschaften

Iodstickstoff zersetzt sich unter mechanischer Einwirkung explosionsartig, deshalb ist Vorsicht geboten.

Ammoniak-Addukte

Je nach Temperatur und Lösungsmittel bildet Iodstickstoff mit Ammoniak den Hydraten entsprechende, verschieden gefärbte, polymere Addukte:^[3]

• bei Temperaturen bis −15 °C fällt durch Zugabe von Iod in eine konzentrierte Ammoniaklösung ein schwarz-brauner Niederschlag der Zusammensetzung (NI₃ · NH₃)_n aus;
• bei −35 bis −70 °C entsteht in flüssigem Ammoniak ein grünes, irisierendes, schlechtlösliches Polymer der Formel (NI₃ · 3 NH₃)_n;
• bei −75 bis −95 °C bildet sich in einem 2:1-Gemisch aus Chloroform und Ammoniak ein roter Niederschlag eines Polymeren (NI₃ · 5 NH₃)_n.

Die beiden letzteren Addukte können ineinander durch Variation der Temperatur umgewandelt werden. Alle Polymere bestehen aus Ketten von NI₄-Tetraedern, die zusätzlich von Ammoniakmolekülen umgeben sind.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c} In Bezug auf ihre Gefährlichkeit wurde die Substanz von der EU noch nicht eingestuft, eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
2. ↑ H.P. Latscha, H.A. Klein: Anorganische Chemie, 2002, S.312ff, Springer, ISBN 3540429387
3. ↑ J. Jander: Non-Aqueous Solvents for Preparation and Reactions of Nitrogen Halogen Compound, Pure & Appl. Chem., Vol. 49, pp.67-73, Pergamon, 1977