Tetraiodmethan

Strukturformel
Allgemeines
Name	Tetraiodmethan
Andere Namen	Tetraiodkohlenstoff Kohlenstofftetraiodid Periodmethan
Summenformel	CI4
Kurzbeschreibung	dunkelroter Feststoff[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 507-25-5 EG-Nummer 208-068-5 ECHA-InfoCard 100.007.335 PubChem 10487 Wikidata Q416421
Eigenschaften
Molare Masse	519,63 g·mol^−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	4,32 g·cm^−3 (20 °C)[2]
Schmelzpunkt	171 °C (Zersetzung)[2]
Löslichkeit	reagiert mit Wasser[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[3] Achtung H- und P-Sätze H: 315​‐​319​‐​335 P: 261​‐​305+351+338[3]
Toxikologische Daten	178 mg·kg^−1 (LD50, Maus, i.v.)[3]
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf^0	392,9 ± 8,2 kJ·mol^−1[4]
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Tetraiodmethan, kristallisiert aus Xylol

Tetraiodmethan (auch Tetraiodkohlenstoff) ist eine chemische Verbindung aus der Reihe der Iodkohlenwasserstoffe, in der alle Wasserstoffatome des Methans durch Iodatome substituiert sind. Beide Bezeichnungen sind nach der IUPAC-Nomenklatur korrekt – je nachdem, ob die Verbindung als organische (Tetraiodmethan) oder anorganische (Tetraiodkohlenstoff) Verbindung angesehen wird.

Geschichte

Tetraiodmethan wurde erstmals 1874 vom russischen Chemiker Gawriil Gawriilowitsch Gustawson (1843–1908) aus Tetrachlormethan und Ammoniumiodid hergestellt.[5][6]

Darstellung

Die Synthese von CI₄ gelingt am besten über den Aluminiumchlorid-katalysierten Halogenaustausch bei Raumtemperatur.[7]

${\displaystyle \mathrm {CCl_{4}+4\ C_{2}H_{5}I\longrightarrow CI_{4}+4\ C_{2}H_{5}Cl} }$

Das Reaktionsprodukt kristallisiert aus der Reaktionslösung aus. CI₄ sollte kühl (2 bis 8 °C) gelagert werden.

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Das kräftig rote Tetraiodmethan ist zusammen mit Iodoform die einzige farbige organische Verbindung ohne ungesättigte Funktion.[8]

Der Gewichtsanteil des Kohlenstoffs in CI₄ beträgt lediglich 2 %. Die Bindungslänge Kohlenstoff–Iod beträgt in dem tetraedrisch aufgebauten Molekül 0,212 ± 0,002 nm.[9] Das Molekül ist mit Iod–Iod-Abständen von 0,3459 ± 0,003 nm ausgesprochen dicht und eng gepackt. Sehr wahrscheinlich ist die Verbindung aus diesem Grund thermisch und photochemisch wenig stabil. Hexaiodethan ist, vermutlich aus dem gleichen Grund, als Molekül bisher unbekannt.

Tetraiodmethan kristallisiert im tetragonalen Kristallsystem in der Raumgruppe I42m (Raumgruppen-Nr. 121)Vorlage:Raumgruppe/121 mit den Gitterparametern a = 641 und c = 956 pm sowie zwei Formeleinheiten pro Elementarzelle.[10] Durch den hochsymmetrischen tetraedrischen Aufbau der CI₄-Moleküle besitzt die Verbindung kein Dipolmoment.

Chemische Eigenschaften

CI₄ ist in Wasser nahezu unlöslich, reagiert mit ihm aber langsam unter Bildung von Iodoform und Iod. In organischen unpolaren Lösungsmitteln ist es gut löslich. Thermisch und photochemisch zersetzt es sich zu Tetraiodethen (I₂C=CI₂).

Verwendung

CI₄ wird als Reagenz für Iodierungsreaktionen eingesetzt.[11] Alkohole können beispielsweise in einer Reaktion, die ähnlich der Appel-Reaktion verläuft, in Alkyliodide überführt werden.

Einzelnachweise

1. Datenblatt Tetraiodmethan bei Alfa Aesar, abgerufen am 11. Februar 2010 (Seite nicht mehr abrufbar)..
2. Eintrag zu Tetraiodmethan. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 25. Dezember 2014.
3. Datenblatt Tetraiodomethane bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 24. April 2011 (PDF).
4. A. S. Carson, P. G. Laye, J. B. Pedley, Alison M. Welsby: The enthalpies of formation of iodomethane, diiodomethane, triiodomethane, and tetraiodomethane by rotating combustion calorimetry, in: The Journal of Chemical Thermodynamics, 1993, 25 (2), S. 261–269; doi:10.1006/jcht.1993.1025.
5. G. G. Gustawson: in Ann. Chem. Pharm. 172 (1874) 173.
6. Rolf Werner Soukup: Chemiegeschichtliche Daten organischer Substanzen, Version 2020, S. 155 pdf.
7. R. E. McArthur, J. H. Simons: Carbon Tetraiodide, in: Inorganic Syntheses, Vol. III, 1950, S. 37–39.
8. FIESER/FIESER: Organische Chemie, 2. Aufl., Verlag Chemie, Weinheim 1979, S. 404–405.
9. C. Finbak, O. Hassel: Kristallstruktur und Molekülbau von CI₄ und CBr₄, in: Zeitschrift für Physikalische Chemie, 1937, 36, S. 301–308.
10. S. Pohl: Die Kristallstruktur von CI₄, in: Zeitschrift für Kristallographie, 1982, 159, S. 211–216.
11. P. R. Schreiner, A. A. Fokin: Carbon Tetraiodide, in: Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 2005, John Wiley & Sons, Ltd.

Literatur

• Harold Soroos, James B. Hinkamp: The Redistribution Reaction. XI. Application to the Preparation of Carbon Tetraiodide and Related Halides, in: J. Am. Chem. Soc., 1945, 67 (10), S. 1642–1643; doi:10.1021/ja01226a004.
• Naoki Sato, Hiroo Inokuchi: Ionization potentials of carbon tetraiodide and tetraiodoethylene in the solid state, in: Chemical Physics, 1987, 113 (3), S. 445–451; doi:10.1016/0301-0104(87)80009-5.
• H. Stammreich, Yara Tavares and Darwin Bassi: The vibrational spectrum and force constants of carbon tetraiodide, in: Spectrochimica Acta, 1961, 17 (6), S. 661–664; doi:10.1016/0371-1951(61)80127-6.
• K. Sathianandan, K. Ramaswamy and Forrest F. Cleveland: Substituted methanes Part XXXI. Molecular constants of carbon tetraiodide from vibrational spectra, in: Journal of Molecular Spectroscopy, 1962, 8 (1–6), S. 470–474; doi:10.1016/0022-2852(62)90045-0.
• Teresa Roldán-Arjona, Carmen Pueyo: Mutagenic and lethal effects of halogenated methanes in the Ara test of Salmonella typhimurium: quantitative relationship with chemical reactivity, in: Mutagenesis, 1993, 8, S. 127–131; Abstract.
• A. Anderson: Raman and infrared spectra of some tetrahalide crystals, in: Journal of Molecular Structure, 1986, 143, S. 95–100; doi:10.1016/0022-2860(86)85213-9.

Weblinks

Commons: Tetraiodmethan – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien