二碘化鎢有哪些化學性質(一)?

二碘化鎢(WI2)是一種由過渡金屬元素鎢和鹵族元素碘組成的無機化合物,具有多種化學性質,下文將逐一進行介紹。

氧化性

二碘化鎢具有氧化性,在500℃的條件下可以發生氫化反應,與氫氣反應生成金屬鎢。宏觀上,可以觀察到反應物表面性狀由黑色粉末固體轉化為銀白色固體;微觀上,鎢的價層軌道得到兩個電子,氫在與碘結合的過程中失去相應電子,使整個過程得以產生新的平衡。

該反應是在理論上推演可行性,類比碘的同族元素氟和鎢的化合物六氟化鎢,推測與氫氣反應得到的產物。相比於六氟化鎢,二碘化鎢的氧化性更弱,意味著需要更苛刻的條件才能促使發生反應。

二碘化鎢和六氟化鎢微觀和宏觀對比

二碘化鎢的鎢元素在高溫的作用下也會被還原,發生化合價降低的反應:WI2→W+I2。該反應所需要的溫度極高,在常用的碘鎢燈中也只有燈絲處(2000℃以上)才存在此分解過程。

還原性

二碘化鎢也具有還原性,可以在空氣中加熱氧化生成氧化鎢。不僅如此,它還可以被氧化成較穩定的三碘化鎢(WI3)或四碘化鎢(WI4),具體取決於反應條件和反應物。二碘化鎢能夠同時具有氧化性和還原性的原因在於鎢元素在二碘化鎢中的價態是+2,而觀察鎢的價層軌道,可以發現有1個空軌道、4個孤對電子和1對成對電子。這意味著鎢在失去2個電子的情況下既能繼續升高價態失去電子,也能降低價態得到電子。但鎢本身化學性質很穩定,不論發生什麼樣的反應,都需要有外界加以推動。

氧化鎢的XPS圖

 

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