Telluurin(IV)bromidi (TeBr4) — määritelmä, rakenne ja ominaisuudet

Telluurin(IV)bromidi (TeBr4) — selkeä määritelmä, rakennekuvaus ja kemialliset sekä fysikaaliset ominaisuudet helposti ymmärrettävässä oppaassa.

Telluurin(IV)bromidi, joka tunnetaan myös nimellä telluuritetrabromidi, on kemiallinen yhdiste kemiallisella kaavalla TeBr₄. Kyseessä ei ole pelkkä ioniyhdiste vaan kovalenttisluonteinen telluurin ja bromiatomien muodostama yhdiste; telluuri on hapetusasteessa +4. Molekyylin moolimassa on noin 447,2 g·mol⁻¹.

Rakenne

Telluurin(IV)bromidin yksikkömolekyylissä telluuri on koordinoitunut neljään bromiatomiin ja kantaa lisäksi parillista elektroniparia, mikä VSEPR-teorian mukaan vastaa näennäistä "seesaw" (saha) -muotoa. Kiinteässä muodossa TeBr₄ esiintyy usein dimereinä tai polymerisoituina rakenteina, joissa osa bromideista toimii siltaavina silloissa telluuriatomien välillä. Tämä johtuu telluurin taipumuksesta laajentaa koordinaationumeroaan ja muodostaa heikkoja lisäkoordinaatioita ympäröivien halogeenien kanssa.

Fysikaaliset ominaisuudet

• Olomuoto ja väri: tummanpunaruskea tai ruskehtava kiinteä aine.
• Molekyylikaava: TeBr₄.
• Moolimassa: noin 447,2 g·mol⁻¹.
• Liukoisuus: liukenee yleensä orgaanisiin halogenoituihin liuottimiin ja rikkiyhdisteisiin; hydrolysoituu vedessä muodostaen happamia bromidi- ja telluuriyhdisteitä (esim. HBr ja telluurioksidit).
• Magneettisuus: diamagneettinen (eikä sisällä parittomia elektroneja telluurin +4-tilassa).

Valmistus

Yleisimmät menetelmät TeBr₄:n valmistukseen ovat:

• Suora halogenaatio: puhdasta telluuria reagoidaan bromin kanssa hallituissa olosuhteissa: Te + 2 Br₂ → TeBr₄. Reaktio on eksoterminen ja vaatii huolellista lämpötilan ja bromin annostelun hallintaa.
• Joissakin tapauksissa halogeeninviejäaineiden (kuten PBr₅) avulla voidaan muuntaa telluuri-oksidit bromideiksi, mutta suora reaktio metallisen telluurin ja bromin välillä on yksinkertaisin tapa laboratoriossa.

Kemialliset ominaisuudet ja reaktiot

• Hydrolyysi: TeBr₄ reagoi veden kanssa muodostaen hydrolyyttisia tuotteita, kuten HBr:ää ja erilaisia telluurioksidi- tai hydroksidilajeja. Tämä reaktio voi olla runsas ja muodostaa savimaisen tai kiinteän saostuman.
• Lewis-happous: kuten muutkin telluurin(IV)-halogenidit, TeBr₄ käyttäytyy Lewis-happona ja muodostaa adukkteja Lewis-emästen (esim. amiinit, fosfiinit) kanssa.
• Reaktiot halidien kanssa: TeBr₄ voi reagoida ylimääräisten halidien kanssa muodostaen kompleksisia anioneja, esimerkiksi TeBr₆²⁻-tyyppisiä lajeja sopivissa olosuhteissa.
• Orgaaniset reaktiot: TeBr₄ ja muut telluurihalogenidit voivat toimia lähtöaineina organotelluuriyhdisteiden synteesissä ja osallistua bromointireaktioihin, mutta niiden käyttöä rajoittaa voimakas reaktiivisuus ja turvallisuusnäkökohdat.

Käyttö ja sovellukset

Telluurin(IV)bromidi on erikoiskemikaali ja sitä käytetään pääasiassa tutkimus- ja synteesikäytössä organometallisen ja telluurikemian alueilla. Sitä voi käyttää välituotteena muiden telluuriyhdisteiden valmistuksessa ja joissakin erikoisreaktioissa bromin lähteenä tai Lewis-happona. Käytännön sovellukset ovat rajalliset verrattuna yleisempiin halogeneihin ja halogenideihin.

Turvallisuus ja käsittely

• TeBr₄ on syövyttävää ja myrkyllistä. Hengittäminen, nielaisu tai kosketus voivat aiheuttaa vakavia terveysvaikutuksia.
• Reagoi veden kanssa vapauttaen rikkihappomaista HBr-kaasua, joten käsittely tulisi tehdä kuivissa olosuhteissa ja tarvittaessa inertissä kaasuvälikössä (esim. tyhjiö tai argon).
• Käytä asianmukaisia suojavarusteita: suojalasit, kemikaalikäsineet (esim. nitriili tai muut sopivat), laboratoriotakki ja tarvittaessa suutinta ja vetokaappi. Hätätilanteissa noudata kemikaalin turvallisuus- ja käyttöohjeita (SDS).

Yhteenveto

Telluurin(IV)bromidi (TeBr₄) on telluurin +4-tilassa oleva halogenidi, jolla on kovalenttisluonne ja monimuotoinen rakenne. Se on reaktiivinen Lewis-happo, hydrolysoituu vedessä ja vaatii varovaista käsittelyä turvallisuusriskiensä vuoksi. Käyttö rajoittuu pääasiassa tutkimus- ja synteesisovelluksiin.

Hae kirjaimella