- Ejendomme
- Struktur af chloroxid (V)
- Molecule
- Lewis struktur
- Isomerer og deres respektive hydrolyse
- nomenklatur
- Applikationer
- Referencer
Den chlor oxid (V) er et meget ustabilt uorganisk forbindelse, hvis kemiske formel er Cl 2 O 5. Det er en af de mange chloroxider, der er kendetegnet ved at være molekylære eller endda radikale arter.
Cl 2 O 5 har kun fundet liv på papir og teoretiske beregninger; dens eksistens er imidlertid ikke udelukket, og det er sandsynligt, at nogle kan karakteriseres (ved avancerede spektroskopiteknikker). Hvad der kan forudsiges fra generelle kemiske begreber for dette oxid er, at det er anhydridet af chlorsyre, HClO 3.
Cl2O5-molekyle. Kilde: Jynto.
Det hypotetiske molekyle af chloroxid (V) er vist ovenfor. Bemærk, at da det er et molekyle, overvejes ikke tilstedeværelsen af Cl +5- ion overhovedet; endnu mindre, når det skal have en sådan polariserende kraft til at tvinge ilt til at binde kovalent.
Som enhver ustabil forbindelse frigiver det energi til at nedbrydes i mere stabile produkter; behandle, at det i mange tilfælde er eksplosivt. Når Cl 2 O 5 nedbrydes frigiver det ClO 2 og O 2. Det er teoretiseret, at i vand, afhængigt af isomer af Cl 2 O 5, kan forskellige chlor oxo syrer dannes.
Ejendomme
Molære masse Cl 2 O 5 er 150,9030 g / mol. Fra denne masse og dets hypotetiske molekyle kan det antages, at hvis det kunne isoleres, ville det sandsynligvis være en olieagtig væske; naturligvis sammenligne det med det fysiske udseende af Cl 2 O 7.
Selv om det ikke kan isoleres eller karakteriseres, er dette chloroxid surt, kovalent og skal også have et lille dipolmoment. Dets surhedsgrad er forståelig, hvis den kemiske ligning af dens hydrolyse analyseres:
Cl 2 O 5 + H 2 O 2HClO 3
HCl03 er chlorsyre. Den omvendte reaktion ville resultere i det tilfælde, at syren kan dehydreres:
2HClO 3 => Cl 2 O 5 + H 2 O
På den anden side, når Cl 2 O 5 er næppe produceres, det nedbrydes:
2Cl 2 O 5 => 4ClO 2 + O 2
Det er derfor en formidlende art snarere end et oxid korrekt. Dens nedbrydning skal være så hurtig (i betragtning af at Cl 2 O 5 er selv dannet), at det ikke er blevet detekteret af nuværende instrumentale analyseteknikker.
Struktur af chloroxid (V)
Molecule
De øvre billede viser strukturen af den hypotetiske Cl 2 O 5 molekyle med en kugler og stænger model. De røde kugler repræsenterer oxygenatomer, og de grønne kugler repræsenterer kloratomer. Hvert klor har et trigonalt pyramidemiljø, så dets hybridisering skal være sp 3.
Således Cl 2 O 5 molekyle kan ses som to trigonale pyramider forbundet af et oxygen. Men hvis du ser nøje, orienterer den ene pyramide sine iltatomer nedad, den anden ude af planet (mod læseren).
Derfor er det forudsat, at der er rotationer i O 2 ClO-ClO 2 binding, hvilket gør molekylet relativt dynamisk. Bemærk, at formlen O 2 ClOClO 2 er en måde at repræsentere strukturen af Cl 2 O 5.
Lewis struktur
Lewis-struktur til den hypotetiske Cl2O5. Kilde: Gabriel Bolívar.
Indtil nu har molekylet i sig selv ikke gjort det muligt at dechiffrere, hvorfor dens ustabilitet skyldes. For at kaste lys over dette spørgsmål vender vi os til dets Lewis-struktur, der er afbildet ovenfor. Bemærk, at strukturen med fejl kan antages at være flad, men i det foregående afsnit blev det præciseret, at det ikke er tilfældet.
Hvorfor har begge kloratomer positive formelle ladninger? Fordi klor har et frit par elektroner tilbage, som kan verificeres ved at anvende Valencia Bond Theory (hvilket ikke vil blive gjort her til forenkling). Dermed er dens formelle belastning:
C f = 7 - (4 + 2) = 1
Og hvad har dette at gøre med dens ustabilitet? Klor er betydeligt elektronisk og derfor en dårlig bærer af positive formelle ladninger. Dette gør Cl 2 O 5 en stærkt sure arter, da det skal få elektroner til at forsyne den elektroniske efterspørgsel efter de to chlorforbindelser.
Det modsatte sker med Br 2 O 5 og I 2 O 5, oxider, der findes under normale forhold. Dette skyldes, at både brom og iod er mindre elektronegative end klor; og derfor understøtter de bedre den positive formelle opladning.
Isomerer og deres respektive hydrolyse
Indtil videre er al forklaringen faldet på en af de to isomerer i Cl 2 O 5: O 2 ClOClO 2. Hvilken er den anden? O 3 ClOClO. I denne isomer mangler klorerne positive formelle ladninger og bør derfor være et mere stabilt molekyle. Både O 2 ClOClO 2 og O 3 ClOClO bør dog gennemgå hydrolysereaktioner:
O 2 ClO-ClO 2 + H 2 O => 2O 2 Cl-OH (som ikke er andet end HCIO 3)
O 3 ClO-ClO + H 2 O => O 3 Cl-OH (HCIO 4) + HO-CIO (HCIO 2)
Bemærk, at der kan dannes op til tre chloroxo-syrer: HClO 3, HClO 4 og HClO 2
nomenklatur
Dets navn 'chloroxid (V)' svarer til det, der er tildelt i henhold til stamnomenklaturen. Cl 2 O 5 kan også have to andre navne: dichlor pentaoxid og chlorholdige anhydrid, tildelt af de systematiske og traditionelle nomenklaturer hhv.
Applikationer
Snarere end motiverende beregningsmæssige undersøgelser, Cl 2 O 5 vil være til nogen nytte, indtil det opdages, isoleret, karakteriseret, lagret og vist ikke at eksplodere ved den mindste kontakt.
Referencer
- Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. (Fjerde udgave). Mc Graw Hill.
- Sandra Luján Quiroga og Luis José Perissinotti. (2011). Chloroxoidsyrer og struktur af dichloroxider. Chem. Educator, bind 16.
- Kemisk formulering. (2019). Kloroxid (V). Gendannes fra: formulacionquimica.com
- Linus Pauling. (1988). Generel kemi. Dover Publications, INC., New York.
- Richard C. Ropp. (2013). Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Elsevier.