- ominaisuudet
- Kloorioksidin rakenne (V)
- molekyyli
- Lewisin rakenne
- Isomeerit ja niiden hydrolyysi
- nimistö
- Sovellukset
- Viitteet
Kloori oksidi (V) on erittäin epästabiili epäorgaaninen yhdiste, jonka kemiallinen kaava on Cl 2 O 5. Se on yksi monista kloorioksideista, joille on tunnusomaista, että ne ovat molekyyli- tai jopa radikaalilajeja.
Cl 2 O 5 on löytänyt elämän vain paperilla ja teoreettisilla laskelmilla; sen olemassaoloa ei kuitenkaan ole poissuljettu, ja on todennäköistä, että joillekin voidaan luonnehtia (edistyneillä spektroskopiatekniikoilla). Mitä voidaan ennustaa yleisen kemian käsitteistä tämä oksidi on, että se on anhydridi kloorihapon, HClO 3.
Cl2O5-molekyyli. Lähde: Jynto.
Kloorioksidin (V) hypoteettinen molekyyli on esitetty yllä. Huomaa, että koska se on molekyyli, Cl + 5- ionin läsnäoloa ei pidetä ollenkaan; vielä vähemmän, kun sillä on oltava niin polarisoiva voima pakottaaksesi happea sitoutumaan kovalenttisesti.
Kuten mikä tahansa epävakaa yhdiste, se vapauttaa energiaa hajottua stabiilimpiin tuotteisiin; prosessi, joka on monissa tapauksissa räjähtävä. Kun Cl 2 O 5 hajoaa, se vapauttaa ClO 2 ja O 2. Arvioidaan, että vedessä, Cl 2 O 5: n isomeeristä riippuen, voi muodostua erilaisia kloori-oksohappoja.
ominaisuudet
Moolimassa: lla 2 O 5 on 150,9030 g / mol. Tästä massasta ja sen hypoteettisesta molekyylistä voidaan päätellä, että jos se voitaisiin eristää, se olisi todennäköisesti öljyinen neste; tietysti vertaamalla sitä Cl 2 O 7: n fyysiseen ulkonäköön.
Vaikka tätä kloorioksidia ei voida eristää tai karakterisoida, se on hapan, kovalentti ja sillä on myös oltava pieni dipolimomentti. Sen happamuus on ymmärrettävää, jos sen hydrolyysin kemiallinen yhtälö analysoidaan:
Cl 2 O 5 + H 2 O 2HClO 3
HClO3 on kloorihappo. Käänteinen reaktio johtaisi tilanteeseen, jossa happo voidaan dehydratoida:
2HClO 3 => Cl 2 O 5 + H 2 O
Toisaalta, kun Cl 2 O 5: tä tuskin tuotetaan, se hajoaa:
2Cl 2 O 5 => 4 Cl 2 2 + O 2
Siksi se on välittäjälaji eikä oikein puhuttava oksidi. Sen hajoamisen on oltava niin nopeaa (ottaen huomioon, että Cl 2 O 5 jopa muodostuu), ettei sitä ole havaittu nykyisillä instrumentaalianalyysimenetelmillä.
Kloorioksidin rakenne (V)
molekyyli
Ylempi kuva esittää rakenteen hypoteettinen Cl 2 O 5 -molekyyli, jossa on aloilla ja tangot malli. Punainen pallo edustaa happiatomeja ja vihreä pallo edustaa klooriatomia. Jokaisella kloorilla on trigonalipyramidiympäristö, joten sen hybridisaation on oltava sp 3.
Siten Cl 2 O 5 -molekyyli voidaan nähdä kahtena trigonalipyramidina, jotka on kytketty happea. Mutta jos tarkastellaan tarkkaan, yksi pyramidi suuntaa happiatominsa alaspäin, toinen ulos tasosta (lukijaa kohti).
Näin ollen oletetaan, että on olemassa päivystysvalmiuteen O 2 CIO-CIO 2 sidos, jolloin molekyyli suhteellisen dynaaminen. Huomaa, että kaava O 2 ClOClO 2 on tapa esittää rakenteen Cl 2 O 5.
Lewisin rakenne
Lewisin rakenne hypoteettiselle Cl2O5: lle. Lähde: Gabriel Bolívar.
Tähän saakka molekyyli ei sinänsä ole antanut mahdolliseksi selvittää, miksi sen epävakaus johtuu. Valottaaksesi tätä kysymystä, siirrymme sen yllä kuvattuun Lewis-rakenteeseen. Huomaa, että rakenteen voidaan virheellisesti ajatella olevan tasainen, mutta edellisessä osassa selvennettiin, että se ei ole.
Miksi molemmilla klooriatomeilla on positiiviset muodolliset varaukset? Koska kloorissa on jäljellä vapaa pari elektroneja, mikä voidaan tarkistaa soveltamalla Valencia Bond Theorya (jota ei tehdä täällä yksinkertaistamista varten). Siten sen muodollinen kuormitus on:
C f = 7 - (4 + 2) = 1
Ja mitä tällä on tekemistä sen epävakauden kanssa? Kloori on huomattavasti sähköä negatiivinen, ja siksi positiivisten muodollisten varausten huono kantaja. Tämä tekee Cl 2 O 5: stä erittäin happaman lajin, koska sen on hankittava elektroneja näiden kahden kloorin elektronisen kysynnän kattamiseksi.
Päinvastoin tapahtuu Br 2 O 5: n ja I 2 O 5: n, oksidien kanssa, joita esiintyy normaaleissa olosuhteissa. Tämä johtuu siitä, että sekä bromi että jodi ovat vähemmän elektronegatiivisia kuin kloori; ja siksi ne tukevat paremmin positiivista muodollista syöttöä.
Isomeerit ja niiden hydrolyysi
Toistaiseksi kaikki selitykset ovat laskeneet yhdelle kahdesta Cl 2 O 5: n isomeeristä: O 2 ClOClO 2. Mikä on toinen? O 3 ClOClO. Tässä isomeerissä kloorista puuttuu positiivisia muodollisia varauksia, ja sen vuoksi niiden tulisi olla stabiilimpi molekyyli. Sekä O 2 ClOClO 2: n että O 3 ClOC 10: n tulisi kuitenkin käydä läpi hydrolyysireaktioiden:
O 2 Cl-O-ClO 2 + H 2 O => 2 O 2 Cl-OH (jotka eivät ole muuta kuin HClO 3)
O 3 CIO-CIO + H 2 O => O 3 Cl-OH (HClO 4) + HO-CIO (HClO 2)
Huomaa, että enintään kolme kloori okso happoja voidaan muodostaa: HClO 3, HClO 4 ja HClO 2
nimistö
Sen nimi 'kloorioksidi (V)' vastaa nimikettä, joka on annettu varastonimikkeistön mukaisesti. Cl 2 O 5: llä voi olla myös kaksi muuta nimeä: dikloorpentaoksidi ja kloorianhydridi, jotka on vastaavasti merkitty systemaattisella ja perinteisellä nimikkeistöllä.
Sovellukset
Ei vain motivoi laskennallisia tutkimuksia, Cl 2 O 5: n käytön puute, kunnes se löydetään, eristetään, karakterisoidaan ja varastoidaan, ei hyödynnä pienintäkäänkään kosketusta.
Viitteet
- Shiver ja Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos). Mc Graw Hill.
- Sandra Luján Quiroga ja Luis José Perissinotti. (2011). Kloorihappohapot ja dikloorioksidien rakenne. Chem. Educator, osa 16.
- Kemiallinen formulaatio. (2019). Kloorioksidi (V). Palautettu osoitteesta: formulacionquimica.com
- Linus Pauling. (1988). Yleinen kemia. Dover Publications, Inc., New York.
- Richard C. Ropp. (2013). Maa-alkaliyhdisteiden tietosanakirja. Elsevier.