Kloori oksidi (III) on epäorgaaninen yhdiste, jonka kemiallinen kaava on CI 2 O 3. Vastaa kloorihapokkeen anhydridin, HClO 2. Se on tummanruskea kiinteä aine, erittäin räjähtävä jopa alle 0ºC lämpötiloissa ja karakterisoitu heikosti. Siksi se on kiinnostava laskennallinen tutkimus.
Kemiallisesti se on kovalenttinen oksidi, joten siellä on Cl-O-sidoksia ja erillinen Cl 2 O 3 -molekyyli (alempi kuva). Mainittu molekyyli voidaan muodostaa joko dehydratoimalla HClO 2, tai saattamalla se fotolyysin alhaisissa lämpötiloissa. Yksityiskohta on, että se hajoaa tuottaa Cl 2, O 2, tai muut termodynaamisesti stabiileja kloori oksideja.
Diklooritrioksidimolekyyli. Lähde: Jynto.
Koska Cl-O-sidokset ovat huonosti polaarisia, Cl 2 O 3 -molekyyli on pieni dipolimomentti; siksi se ei liukene hyvin veteen tai ole vuorovaikutuksessa muiden polaaristen liuottimien kanssa. Sen epävakaus on sellainen, että sitä ei tunneta kaupallisessa tai potentiaalisessa käytössä (eikä sen soveltuvuus olisi kannattavaa räjähteenä).
Tärkein syy sen epävakauteen voi johtua oletetun Cl 3+: n elektronisista ominaisuuksista (olettaen puhtaasti ioninen merkki). Itse asiassa sen +1 ja +5 hapetustilat ovat vakaimpia, kun kloori muodostaa yhdisteitä hapen kanssa.
ominaisuudet
Koska sen karakterisointi on huono ja dokumentoitu huonosti, sen ominaisuuksista ei ole paljon sanottavaa, lukuun ottamatta seuraavia kohtia:
- Sen molekyylimassa on 118,903.
-Se on kiinteä tummanruskea; vaikka se voi sublimoida kaasumaisen kloorin, vapauttaen kellertävänvihreitä höyryjä.
-Se ei ole sekä kiehumis- että sulamispisteitä, koska se räjähtää 0ºC: n lämpötilassa (ja myös kylmempinä lämpötiloina).
- Sen liukoisuuden veteen arvioidaan olevan noin 3,42 g / 100 ml, mikä todistaa sen olevan kovalenttinen molekyyli, jolla on matala polaarisuus.
- Reagoi veden kanssa (vähän liukeneva) HClO 2: ksi:
Cl 2 O 3 + H 2 O <=> 2HClO 2
Kloori (III) oksidin rakenne
Kuvassa molekyylirakenteen Cl 2 O 3, jossa on aloilla ja baareja malli. Vaikka se ei välttämättä näytä niin ensi silmäyksellä, sen linkkien ja alueellisten järjestelyjen lausumaton merkitys on monimutkaisempi kuin miltä näyttää. Tämä rakenne vastaa yhtä monista mahdollisista isomeereistä tälle yhdisteelle.
Punainen pallo vastaa happiatomeja ja vihreä pallo klooriatomia. Vasemmalla olevalla kloorilla on trigonaalipyramidigeometria, parilla vapaita elektroneja; joten voidaan olettaa, että niiden hybridisaation on oltava sp 3. Happiatomi toimii silpana kahden kloorin, Cl-O-Cl, välillä.
isomeerit
Mitkä ovat muut isomeerit? Teoriassa lasketaan yhdeksän, joista neljä ovat vakaimpia (mukaan lukien yksi kuvassa). Kolmella muulla rakenteella olisi esimerkiksi:
-ClClO 3. Hyvin samanlainen kuin selitetty, mutta Cl-Cl-sidoksella.
-ClOOOCl (1). Tässä isomeeri on silta kolmen happien, jotka erottavat kaksi klooriatomia (muista kulma geometria H 2 O visualisoida sen).
-ClOOOCl (2). Sama hapettunut silta on läsnä myös tässä isomeerissä, paitsi että kaksi klooriatomia varjoavat avaruudessa; toisiaan vastapäätä, kun taas yllä olevassa isomeerissä ne ovat kaukana.
nimistö
Sen nimi, kloorioksidi (III), vastaa nimikettä, joka on annettu varastonimikkeistön mukaisesti. Tässä oletetaan, että kloorin hapetustila on +3; mutta se ei tarkoita, että Cl 3+ -kationi voi olla läsnä. Se on molekyyli, ei ionien verkko.
Toinen nimi, jolla Cl 2 O 3 on myös tunnettua on dikloori trioksidi, mukaan järjestelmällinen nimikkeistön.
Ja lopuksi, ei niin yleinen (vaikka sitä säännellään perinteisessä nimikkeistössä), nimessä kloorianhydridi viitataan tähän yhdisteeseen. Tämä nimi johtuu siitä, että, kuten jo on selitetty, Cl 2 O 3 tuotetaan, kun HClO 2 kondensoituu vapauttaen vettä.
Sovellukset
Koska se on kloorioksidi, välitön käyttö, jota voidaan ajatella Cl 2 O 3: lle, on hapettava aine, joka kykenee neutraloimaan orgaaniset epäpuhtaudet ja mikrobit. Se on kuitenkin erittäin epävakaa sekä räjähtävä, joten sitä ei pidetä edes hyödyllisenä tähän tarkoitukseen.
Varmasti ei ole tietoa siitä, kuinka Cl 2 O 3 käyttäytyisi valtavan paineen alaisena (jos se ei räjähtää prosessissa). Normaaliolosuhteissa se näyttää olevan vain suhteellisen vakaa ja erotettavissa oleva välituote muiden stabiilimpien kloorioksidien välillä.
Laskennallisesti on kuitenkin tutkittu määrittämään vapaiden radikaalien mekanismit, jotka sisältävät erilaisia klooria ja happea.
Viitteet
- Shiver ja Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Diklooritrioksidi. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
- Dale L. Perry. (2011). Epäorgaanisten yhdisteiden käsikirja. (toinen painos). CRC Press Taylor & Francis -ryhmä.
- Richard C. Ropp. (2013). Maa-alkaliyhdisteiden tietosanakirja. Elsevier.
- Kim KH, Han YK ja Lee YS (1999). Perusasetus vaikutti Cl2O3-isomeerien stabiilisuuteen käyttämällä tiheysfunktionaalisen teorian menetelmiä B3P86 ja B3LYP. Lehti molekyylisestä rakenteesta THEOCHEM 460 (1-3): 19-25.