Composti tra alogeni e ossigeno: sintesi, stabilità

I composti tra alogeni e ossigeno hanno legami è di tipo covalente a causa della piccola differenza di elettronegatività tra gli alogeni e l’ossigeno. La polarità del legame aumenta scendendo lungo il gruppo.

La stabilità degli ossidi di iodio è maggiore rispetto a quella degli ossidi di cloro mentre gli ossidi di bromo sono i meno stabili. La stabilità degli ossidi degli alogeni decresce, nell’ordine, I > Cl > Br > F

I composti tra alogeni e ossigeno possono essere poco stabili. Inoltre i composti tra alogeni e ossigeno possono avere formule diverse

Ossidi del fluoro

I composti che il fluoro forma con l’ossigeno per formare:

• il difluoruro di ossigeno OF₂ la cui struttura è simile a quella dell’acqua
• difluoruro di diossigeno O₂F₂ in cui l’ossigeno ha l’inusuale numero di ossidazione +1 la cui struttura è simile a quella del perossido di idrogeno.

Il difluoruro di ossigeno in cui l’ossigeno ha numero di ossidazione +2 è un energico ossidante ed è un gas incolore stabile.

È  ottenuto dalla reazione tra fluoro e una soluzione al 2% di idrossido di sodio:
2 F₂ + 2 NaOH → OF₂ + 2 NaF + H₂O

Il difluoruro di diossigeno è molto meno stabile rispetto a difluoruro di ossigeno e si decompone a OF₂ a – 160°C secondo la reazione:
2 O₂F₂ → 2 OF₂ + O₂

Il difluoruro di diossigeno, come il fluoruro di diossigeno è un agente fluorurante. È  utilizzato per ossidare il plutonio a esafluoruro di plutonio. La reazione è utilizzata per allontanare il plutonio dal combustibile nucleare esausto:
3 O₂F₂ + Pu → PuF₆ + 3 O₂

Ossidi del cloro

I composti che il cloro forma con l’ossigeno per formare:

• ossido di dicloro Cl₂O noto come anidride ipoclorosa
• biossido di cloro ClO₂
• esaossido di dicloro Cl₂O₆
• eptaossido di dicloro Cl₂O₇ noto come anidride perclorica

Sono specie altamente reattive, energici ossidanti e tendono a esplodere.

L’ossido di dicloro in cui il cloro ha numero di ossidazione +1 è ottenuto facendo reagire il cloro con l’ossido di mercurio secondo la reazione:
2 Cl₂ + 2 HgO → HgCl₂·HgO + Cl₂O

Il biossido di cloro in cui il cloro ha numero di ossidazione + 4 è ottenuto facendo reagire

• il clorato di sodio con anidride solforosa in presenza di acido solforico:
  2 NaClO₃ + SO₂ + H₂SO₄ → 2 ClO₂ + 2 NaHSO₄

• il cloro con il clorato di argento:
  2 AgClO₃ + Cl₂ → 2 ClO₂ + 2 AgCl + O₂

L’esaossido di dicloro in cui il cloro ha numero di ossidazione + 6 è ottenuto facendo reagire il diossido di cloro con ozono:
2 ClO₂ + O₃ → Cl₂O₆ + 2 O₂

L’eptaossido di dicloro in cui il cloro ha numero di ossidazione + 7 è ottenuto dalla reazione tra acido perclorico e pentossido di fosforo:
2 HClO₄ + P₄O₁₀ → Cl₂O₇ + H₂P₄O₁₁

Ossidi del bromo

I composti che il bromo forma con l’ossigeno per formare:

• ossido di dibromo Br₂O
• biossido di bromo BrO₂
• triossido di dibromo Br₂O₃
• pentossido di dibromo Br₂O₅

L’ossido di dibromo in cui il bromo ha numero di ossidazione +1 è ottenuto facendo reagire il bromo con l’ossido di mercurio (II) secondo la reazione:
2 Br₂ + 2 HgO → HgBr₂·HgO + Br₂O

Il diossido di bromo è ottenuto facendo passare una corrente elettrica attraverso una miscela gassosa di bromo e ossigeno a bassa temperatura e bassa pressione.

Il triossido di dibromo è ottenuto facendo reagire una soluzione di bromo in diclorometano con ozono a basse temperature.

Ossidi dello iodio

I composti che lo iodio forma con l’ossigeno per formare:

• ossido di diiodio I₂O
• monossido di iodio IO
• tetraossido di diiodio I₂O₄ non isolabile
• pentossido di diiodio I₂O₅.

Il pentossido di diiodio in cui lo iodio han numero di ossidazione +5 è ottenuto dalla disidratazione dell’acido iodico a 240 °C: