Den chlor oxid (III) er en uorganisk forbindelse med den kemiske formel Cl 2 O 3. Tilsvarer chlorsyreanhydrid, HClO 2. Det er et mørkebrunt fast stof, meget eksplosivt selv ved temperaturer under 0 ° C og dårligt karakteriseret. Derfor er det emnet for interesse for beregningsundersøgelser.
Kemisk er det en covalent oxid, så der er Cl-O-bindinger og en diskret Cl 2 O 3 molekyle (nederste billede). Molekylet kan enten dannes ved dehydrering HCIO 2, eller ved at underkaste den fotolyse ved lave temperaturer. Den detalje er, at det nedbrydes producerer Cl 2, O 2 eller andre termodynamisk stabile klor oxider.
Dichlortrioxidmolekyle. Kilde: Jynto.
Eftersom Cl-O-bindinger er dårligt polære, Cl 2 O 3 molekyle har en lille dipolmoment; derfor opløses det ikke godt i vand eller interagerer med andre polære opløsningsmidler. Dets ustabilitet er sådan, at det ikke er kendt for kommerciel eller potentiel anvendelse (og dens anvendelighed kan heller ikke være levedygtig som et eksplosiv).
Hovedårsagen til dens ustabilitet kan skyldes de elektroniske egenskaber ved den formodede Cl 3+ (hvis man antager en rent ionisk karakter). Faktisk er dens +1 og +5 oxidationstilstande de mest stabile, når klor danner forbindelser med ilt.
Ejendomme
Da dens karakterisering er dårlig og dårligt dokumenteret, er der ikke meget at sige om dens egenskaber undtagen følgende punkter:
-Den har en molekylmasse på 118.903.
-Det er en solid mørkebrun; skønt det kan sublimere gasformigt klor og afgive gulaktige grønne dampe.
-Det mangler både kogepunkt og smeltepunkter, da det eksploderer ved 0 ° C (og også ved koldere temperaturer).
-Dens opløselighed i vand anslås til at være omkring 3,42 g / 100 ml, hvilket beviser, at det er et kovalent molekyle med lav polaritet.
-Reagerer med vand (det lille, der opløses) for at blive HClO 2:
Cl 2 O 3 + H 2 O <=> 2HClO 2
Struktur af chlor (III) oxid
Billedet viser den molekylære struktur af Cl 2 O 3 med en kugler og barer model. Selvom det muligvis ikke ser ud så ved første øjekast, er de uudtalte implikationer af dets links og geografiske arrangementer mere komplicerede, end de ser ud. Denne struktur svarer til en af de mange mulige isomerer for denne forbindelse.
De røde kugler svarer til oxygenatomer, og de grønne kugler til kloratomer. Chloret til venstre har trigonal pyramidegeometri med et par frie elektroner; så det kan antages, at deres hybridisering skal være sp 3. Et iltatom fungerer som en bro mellem de to klor, Cl-O-Cl.
isomerer
Hvad er de andre isomerer? I teorien beregnes ni, hvoraf fire er de mest stabile (inklusive den på billedet). De andre tre ville have strukturer såsom:
-ClClO 3. Meget lig den forklaret, men med en Cl-Cl-binding.
-ClOOOCl (1). I denne isomer er der en bro af tre oxygenatomer, som adskiller de to chloratomer (husk den vinkelmæssige geometri H 2 O at visualisere det).
-ClOOOCl (2). Den samme oxygenerede bro er også til stede i denne isomer, bortset fra at de to chloratomer er formørket i rummet; den ene modsat den anden, mens de i den ovennævnte isomer er fjerne.
nomenklatur
Dets navn, chloroxid (III), svarer til det, der er tildelt i henhold til stamnomenklaturen. Her antages det, at klor har en oxidationstilstand på +3; men det betyder ikke, at Cl 3+ -kationen kan være til stede. Det er et molekyle, ikke et net af ioner.
Et andet navn, som Cl 2 O 3 er også kendt er dichlor trioxid, ifølge den systematiske nomenklatur.
Og til sidst, ikke så almindeligt (på trods af at det styres af den traditionelle nomenklatur), er der navnet kloranhydrid, der henviser til denne forbindelse. Dette navn skyldes det faktum, at, som allerede forklaret, Cl 2 O 3 frembringes, når HCIO 2 kondenserer og frigiver vand.
Applikationer
Da det er et chlor- oxid, den mest umiddelbare anvendelse som kunne tænkes for Cl 2 O 3 er som et oxidationsmiddel, der er i stand til at neutralisere organiske urenheder og mikrober. Det er dog meget ustabilt såvel som eksplosivt, så det betragtes ikke engang som nyttigt til dette formål.
Der er med sikkerhed ingen information om, hvordan Cl 2 O 3 ville opføre sig under et enormt pres (hvis det ikke eksploderer i processen). Under normale forhold ser det ud til at være andet end et relativt stabilt og differentierbart mellemprodukt mellem andre mere stabile chloroxider.
Computationally er det imidlertid blevet undersøgt for at bestemme mekanismer til frie radikaler, der involverer forskellige arter af klor og ilt.
Referencer
- Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. (Fjerde udgave). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Dichlortrioxid. Gendannet fra: en.wikipedia.org
- Dale L. Perry. (2011). Håndbog med uorganiske forbindelser. (anden version). CRC Press Taylor & Francis Group.
- Richard C. Ropp. (2013). Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Elsevier.
- Kim KH, Han YK og Lee YS (1999). Basis sæt effekter på stabiliteten af Cl2O3-isomerer ved anvendelse af B3P86 og B3LYP metoder til densitetsfunktionsteori. Journal of Molecular Structure THEOCHEM 460 (1-3): 19-25.