Oxidhalogenide

Oxidhalogenide sind chemische Verbindungen, die gleichzeitig Sauerstoff- und Halogenatome enthalten, gebunden an ein zentrales Metall- oder Halbmetallatom. Sie bilden eine eigenständige Stoffklasse, die sowohl strukturell als auch chemisch Eigenschaften von Oxiden und Halogeniden vereint. Oxidhalogenide wie BiOCl werden auch zu den basischen Salzen gerechnet.

Nomenklatur

Für die Bildung der Namen von Oxidhalogeniden werden diese wie Doppelsalze behandelt, in denen O2--Ionen vorliegen. Eine Ausnahme davon ist, wenn andere Ionen mit eigenen Namen vorhanden sind (wie bei den Nitrosyl- und Nitryl-, Sulfuryl- und Thionylhalogeniden).

Die veraltete Bezeichnung Oxyhalogenide und davon abgeleiteten Namen (wie zum Beispiel Bismutoxychlorid) sollten nicht mehr verwendet werden.

Vorkommen

Die Oxidhalogenide bilden eine Mineralgruppe mit über 30 Halogen-Schwermetall-Verbindungen und zum Teil komplizierter Kristallstruktur. Sämtliche dieser Mineralien entstehen bei der Verwitterung von Metallerzen unter ariden Bedingungen. Beispiele von Oxidhalogenidmineralien sind Atacamit, Connellit und Perit.

Struktur und Zusammensetzung

Oxidhalogenide bestehen aus Metall- oder Halbmetallkationen, die von Sauerstoff- und Halogenanionen umgeben sind. Die Bindungssituation kann stark variieren: Während einige Oxidhalogenide diskrete Moleküle bilden, existieren viele als kristalline Festkörper mit komplexen Netzwerkstrukturen.

Ein einfaches Beispiel ist Bismutoxychlorid (BiOCl), dessen Struktur aus Schichten von Bi2O2-Kationen besteht, zwischen denen Chloridionen eingelagert sind. Solche Schichtstrukturen führen zu anisotropen physikalischen Eigenschaften.

Synthese

Oxidhalogenide lassen sich häufig durch partielle Hydrolyse von Halogeniden herstellen. Beispielsweise kann BiCl3 in Wasser teilweise hydrolysiert werden, wobei BiOCl ausfällt:

Metall-Oxidhalogenide können auch durch direkte Halogenierung der Oxide gewonnen werden.

Weitere Synthesewege umfassen Festkörperreaktionen bei erhöhter Temperatur, Gasphasenreaktionen oder Schmelzreaktionen unter kontrollierter Atmosphäre.

Eigenschaften und Anwendungen

Oxidhalogenide sind meist feste oder flüssige (wie Chrom(VI)-oxiddichlorid oder Thionylchlorid) Verbindungen. Nur von recht wenigen Metallen, insbesondere von einigen Übergangselementen, kennt man gasförmige Oxidhalogenide.

Viele Oxidhalogenide besitzen interessante optische, elektronische oder katalytische Eigenschaften. Bismutoxychlorid wird zum Beispiel als Perlglanzpigment in der Kosmetikindustrie eingesetzt. Bestimmte Seltenerden-Oxidhalogenide zeigen Lumineszenz und werden in Leuchtstoffen verwendet.

In der Festkörperchemie werden Oxidhalogenide auch aufgrund ihrer ionischen Leitfähigkeit und ihrer kristallchemischen Vielfalt untersucht.

Beispiele für Oxidhalogenide:

Commons: Oxidhalogenide – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. 1 2 3 Eckard Amelingmeier, Michael Berger, Uwe Bergsträßer, Henning Bockhorn, Peter Botschwina: RÖMPP Lexikon Chemie, 10. Auflage, 1996-1999. Thieme, 2014, ISBN 978-3-13-200031-5 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  2. ↑ Karl A. Hofmann: Anorganische Chemie. Vieweg & Teubner Verlag, 1973, S. 605 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  3. ↑ Helmut Schröcke, Karl-Ludwig Weiner: Mineralogie. De Gruyter, 2011, ISBN 978-3-11-083686-8, S. 336 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  4. ↑ D. H. Templeton, Carol H. Dauben: Crystal Structures of Rare Earth Oxychlorides. In: Journal of the American Chemical Society. Band 75, Nr. 23, 1953, S. 6069–6070, doi:10.1021/ja01119a535.
  5. ↑ Yan Liang, Xuehan Zhou, Wen Li, Hailin Peng: Preparation of two-dimensional [Bi2O2]-based layered materials: Progress and prospects. In: APL Materials. Band 9, Nr. 6, 2021, doi:10.1063/5.0052300.
  6. ↑ Aron Wosylus, Stefan Hoffmann, Marcus Schmidt, Michael Ruck: In-situ Study of the Solid-Gas Reaction of BiCl3 to BiOCl via the Intermediate Hydrate BiCl3·H2O. In: European Journal of Inorganic Chemistry. Band 2010, Nr. 10, 2010, S. 1469–1471, doi:10.1002/ejic.201000032.
  7. ↑ Inorganic Reactions and Methods, The Formation of Bonds to Halogens (Part 2). Wiley, ISBN 0-470-14539-0, S. 215 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  8. ↑ Gert Blumenthal, Dietmar Linke, Siegfried Vieth: Chemie. Vieweg & Teubner Verlag, 2006, ISBN 978-3-519-03551-0, S. 327 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  9. ↑ H. P. Latscha, H. A. Klein: Anorganische Chemie. Springer Berlin Heidelberg, 2013, ISBN 978-3-662-05765-0, S. 332 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  10. ↑ Michael Binnewies, Robert Glaum, Marcus Schmidt, Peer Schmidt: Chemische Transportreaktionen. De Gruyter, 2011, ISBN 978-3-11-024897-5, S. 538 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).