Oxidhalogenide
Gruppe chemischer Verbindungen
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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.[1] Oxidhalogenide wie BiOCl werden auch zu den basischen Salzen gerechnet.[2]
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).[1]
Die veraltete Bezeichnung Oxyhalogenide und davon abgeleiteten Namen (wie zum Beispiel Bismutoxychlorid) sollten nicht mehr verwendet werden.[1]
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.[3]
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.[4]
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.[5]
Synthese
Oxidhalogenide lassen sich häufig durch partielle Hydrolyse von Halogeniden herstellen. Beispielsweise kann BiCl3 in Wasser teilweise hydrolysiert werden, wobei BiOCl ausfällt:[6]
![{\displaystyle {\mathrm {BiCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {BiOCl} {}+{}2\,\mathrm {HCl} }}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5d011c8889ba72fc6d7f304b1d52a7318190bc01)
Metall-Oxidhalogenide können auch durch direkte Halogenierung der Oxide gewonnen werden.[7]
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[8] oder Thionylchlorid[9]) Verbindungen. Nur von recht wenigen Metallen, insbesondere von einigen Übergangselementen, kennt man gasförmige Oxidhalogenide.[10]
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:
- BiOCl (Bismutoxidchlorid)
- BiOBr (Bismutoxidbromid)
- Pb2OCl2 (Bleioxidchlorid)
- LaOCl (Lanthanoxidchlorid)
- SmOBr (Samariumoxidbromid)
- ZrOCl2 (Zirkoniumdichloridoxid)
