Stickstoffhalogenide
# Stickstoffhalogenide

* Strukturen der Stickstoffhalogenide
* Pyramidale Struktur der Stickstofftrihalogenide
* Struktur der beiden möglichen Stickstoff-Wasserstoff-Halogenide: das zentrale N-Atom jeweils in blau, die Halogenatome (X) in rot
* Struktur der Distickstoff-Tetrahalogenide: die Halogenatome (X) sind jeweils rot, man beachte die einsamen Elektronenpaare (in blau)
* Struktur der Distickstoff-Dihalogenide: hier treten cis/trans-Isomere auf
Stickstoffhalogenide sind binäre Verbindungen des Stickstoff mit Halogenen. Bei den meisten bisher bekannten Vertretern besitzen diese die Zusammensetzung NX$_3$ (mit X = Halogen), es sind aber auch Halogenamine bzw. Halogenidhydride und Verbindungen mit zwei oder drei Stickstoffatomen pro Molekül bekannt.

## Stickstofftrihalogenide NX$_3$

Die Stickstofftrihalogenide besitzen analog zum Ammoniak (NH$_3$) eine pyramidale Struktur mit 3 gleichwertigen Halogenatomen. Außer dem Stickstofftrifluorid sind diese Stickstoffhalogenide endotherme Verbindungen, die beim Erhitzen oder teils bei Berührung explodieren. Folgende pyramidalen Stickstofftrihalogenide sind bekannt:
* Stickstofftrifluorid (NF$_3$)
* Stickstofftrichlorid (NCl$_3$)
* Stickstofftribromid (NBr$_3$)
* Iodstickstoff (Stickstofftriiodid, NI$_3$)
Aufsteigend mit dem beteiligten Halogen variieren auch die Stabilität, Farbe und Struktur der Stickstofftrihalogenide:
* das farblose Fluorid und das gelbe Chlorid bilden relativ stabile Einzelmoleküle, die sich erst beim Erhitzen zersetzen,
* das äußerst instabile, rote Bromid kann sowohl monomere, als auch polymere Modifikationen ausbilden,
* das hochexplosive Iodid schließlich liegt nur als schwarzes Polymer vor.

## Stickstoffwasserstoffhalogenide

Neben binären Halogeniden wurden auch ebenfalls pyramidal gebaute Stickstoffwasserstoffhalogenide oder Stickstoffhalogenidhydride der Typen NHX$_2$ und NH$_2$X gefunden, die auch als Halogenamine bezeichnet werden. Diese sind keine binären Verbindungen und im strengen Sinne keine Stickstoffhalogenide, werden aber von den meisten Lehrbüchern dennoch zu dieser Gruppe gezählt. Dazu gehören:

### Monohalogenamine NH$_2$X

* Monofluoramin (NH$_2$F)
* Monochloramin (NH$_2$Cl)
* Monobromamin (NH$_2$Br)
* Monoiodamin (NH$_2$I)

### Dihalogenamine NHX$_2$

* Difluoramin (NHF$_2$)
* Dichloramin (NHCl$_2$)
* Dibromamin (NHBr$_2$)
* Diiodamin (NHI$_2$)

## Höhere Stickstoffhalogenide

Neben den vom Ammoniak abgeleiteten, einfach-pyramidalen Stickstofftrihalogeniden und Halogenaminen existieren auch einige Verbindungen mit zwei oder drei Stickstoffatomen im Molekül. Die Distickstofftetrahalogenide N$_2$X$_4$ sind bipyramidal aufgebaut, ähnlich dem Ethan, wobei jedoch ein Wasserstoffatom durch ein freies Elektronenpaar ersetzt ist bzw. analog zu Hydrazin. Die Distickstoffdihalogenide N$_2$X$_2$ besitzen eine N=N-Doppelbindung und es treten cis-trans-Isomere auf. Die Halogenazide N$_3$X sind Derivate der Stickstoffwasserstoffsäure und besitzen deren Struktur. Die einzig stabile, nicht endotherme Verbindung ist das Distickstofftetrafluorid, alle anderen Verbindungen sind nur bei tiefen Temperaturen darstellbar und empfindlich auf Schlag und Temperaturerhöhung.

### Distickstofftetrahalogenide N$_2$X$_4$

* Distickstofftetrafluorid (N$_2$F$_4$)
* Distickstofftetrachlorid (N$_2$Cl$_4$)

### Distickstoffdihalogenide N$_2$X$_2$

* Distickstoffdifluorid (N$_2$F$_2$)
* Distickstoffdichlorid (N$_2$Cl$_2$)

### Halogenazide N$_3$X

* Fluorazid (N$_3$F)
* Chlorazid (N$_3$Cl)
* Bromazid (N$_3$Br)
* Iodazid (N$_3$I)

## Übersicht wichtiger Eigenschaften

Eigenschaften der Stickstoffhalogenide :
| Stickstoffwasserstoffmonohalogenide |||||
| Name | Monofluoramin | Monochloramin | Monobromamin | Monoiodamin |
| Kurzbeschreibung | farbloses Gas | farbloses Gas | rotviolette Substanz | schwarze Substanz |
| Entdeckung (Jahr, Person) | 1988, Minkwitz | 1923, Marckwand, Wille | ? | 1962, Jander |
| Smp./Sdp. (°C) | ~ −100 °C (Zers.) / – | ~ −70 °C, > −110 °C Zers. | ? | > −90 °C Zers. |
| ΔH$_f$$^0$ (kJ) (=Standardbildungsenthalpie) | ? | 390 kJ | ? | ? |
| Stickstoffwasserstoffdihalogenide |||||
| Name | Difluoramin | Dichloramin | Dibromamin | Diiodamin |
| Kurzbeschreibung | farbloses Gas | gelbes Gas | orangefarbene Substanz | schwarze Substanz |
| Entdeckung (Jahr, Person) | 1931, Ruff | 1929, Chapin | 1958, Jander | 1962, Jander |
| Smp./Sdp. (°C) | −116,4 °C / −23,6 °C | Zersetzung | ? | > −60 °C Zers. |
| ΔH$_f$$^0$ (kJ) | −67 kJ | ? | ? | ? |
| Stickstofftrihalogenide |||||
| Name | Stickstofftrifluorid | Stickstofftrichlorid | Stickstofftribromid | Stickstofftriiodid |
| Kurzbeschreibung | farbloses Gas | gelbes Öl | tiefrote Kristalle | tiefrote Substanz |
| Entdeckung (Jahr, Person) | 1928, Ruff | 1811, Dulong | 1975, Jander | 1990, Klapötke |
| Smp./Sdp. (°C) | −206,8 °C / −129,0 °C | −40 °C / 71 °C | > −100 °C Explosion | > −78 °C Zers. |
| ΔH$_f$$^0$ (kJ) | −125 kJ | + 229 kJ | ? | + 290 kJ |
| Distickstofftetrahalogenide |||||
| Name | Distickstofftetrafluorid | Distickstofftetrachlorid | Distickstofftetrabromid | Distickstofftetraiodid |
| Kurzbeschreibung | farbloses Gas | ? | – | – |
| Entdeckung (Jahr, Person) | 1957, Colburn | ? | – | – |
| Smp./Sdp. (°C) | −164,5 °C / −73 °C | ? | – | – |
| ΔH$_f$$^0$ (kJ) | ? | ? | – | – |
| Distickstoffdihalogenide |||||
| Name | Distickstoffdifluorid | Distickstoffdichlorid | Distickstoffdibromid | Distickstoffdiiodid |
| Kurzbeschreibung | farbloses Gas | ? | – | – |
| Entdeckung (Jahr, Person) | 1942, Haller | ? | – | – |
| Smp./Sdp. (°C) | trans: −172 °C / −114,4 °C cis: −195 °C / −105,7 °C | ? | – | – |
| ΔH$_f$$^0$ (kJ) | trans: 82,1 kJ cis: 69,5 kJ | ? | – | – |
| Tristickstoffmonohalogenide / Halogenazide |||||
| Name | Fluorazid | Chlorazid | Bromazid | Iodazid |
| Kurzbeschreibung | grüngelbes Gas | farbloses Gas | orangerote Flüssigkeit | farblose Substanz |
| Entdeckung (Jahr, Person) | 1942, Haller | 1908, Raschig | 1925, Spencer | 1900, Hantzsch |
| Smp./Sdp. (°C) | −154 °C / −82 °C | −100 °C / −15 °C | −45 °C / Explosion | ~20 °C / Explosion |
| ΔH$_f$$^0$ (kJ) | ? | + 390 kJ | + 385 kJ | ? |
| „?“ = Wert nicht bekannt, „–“ = Substanz nicht bekannt |||||