¿Por qué el anión hipoiodito es inestable en solución, mientras que el hipoclorito es relativamente estable?

Question

$\ce{Cl2}$ y $\ce{Br2}$ puede desproporcionarse en un ambiente frío, acuoso y básico para formar $\ce{ClO-}$ y $\ce{BrO-}$ respectivamente, pero $\ce{I2}$ forma directamente $\ce{IO3^-}$ . ¿Por qué no es $\ce{IO-}$ ¿se puede aislar en solución?

Answer 1

Cuando se añade yodo al agua, se produce la siguiente reacción:

$$\ce{I2(l) + H2O(l) -> OI^{-}(aq) + 2H+(aq) + I^{-}(aq)}$$

$\ce{I2}$ y las moléculas de agua reaccionan para formar hipoiodito ( $\ce{OI-}$ ). La reacción puede moverse en ambos sentidos del equilibrio, dependiendo del pH de la solución. El yodo también puede aparecer como $\ce{I3-}$ (aq), $\ce{HIO}$ (aq), $\ce{HIO3}$ (aq) . Los compuestos que se forman se comportan de forma diferente cuando entran en contacto con el agua. Cuando el yodo acaba en las aguas superficiales, puede escapar como gas de yodo.

$\ce{IO-}$ se desproporciona rápidamente para formar $\ce{IO3-}$ y $\ce{I2}$ $$\ce{IO- -> IO3- + I2}$$ .

Ver aquí para más detalles.

Para la reacción de desproporción, considere la Diagrama de Latimer para el yodo:-

Una especie tiene tendencia a desproporcionarse en sus dos especies vecinas si el potencial a la derecha de las especies en un diagrama de Latimer es más positivo que el de la izquierda. En este caso, el potencial de la derecha( $\ce{+0.42}$ ) es mayor que el potencial de la izquierda ( $\ce{+0.15}$ ). Por lo tanto, es desproporcionado.

Answer 2

El cloro tiene una electronegatividad mayor que el yodo. Por lo tanto, los enlaces Cl-O son menos estables que los enlaces I-O (generalmente, el oxígeno reacciona mejor con elementos de menor electronegatividad). Así, $\ce{ClO3-}$ es comparativamente menos estable que $\ce{IO3}$ lo que significa que en el caso del cloro el equilibrio está más cerca de $\ce{ClO-}$ mientras que -en comparación- para el yodo el equilibrio está más cerca de $\ce{IO3-}$ .

La razón de la menor electronegatividad del yodo en comparación con el cloro es que el yodo tiene dos capas de electrones más que el cloro, lo que significa que los electrones exteriores del yodo están más alejados del núcleo.

Answer 3

Según los comentarios, una razón aparente es que el $I-O$ los bonos, al ser más débiles que $Cl-O$ los bonos, son más lábiles.

También puede haber un efecto estérico. Los iones de estado de oxidación +5 son piramidales, y tenemos que "apretar" múltiples átomos de oxígeno alrededor de "un lado" de un átomo de halógeno (cargado positivamente, por lo tanto algo encogido).