В хлор оксид (III) е неорганично съединение с химична формула Cl 2 O 3. Съответства на хлорист киселинен анхидрид, HClO 2. Това е тъмнокафяво твърдо вещество, силно експлозивно дори при температури под 0 ° C и слабо характеризирано. Ето защо тя е обект на интерес за изчислителните изследвания.
Химически това е ковалентен оксид, така че има Cl-O връзки и дискретна Cl 2 O 3 молекула (долно изображение). Споменатата молекула или може да се образува чрез дехидратиране HClO 2, или чрез подлагането му на фотолиза при ниски температури. Детайлът е, че той се разлага производство Cl 2, O 2, или други термодинамично стабилни хлор оксиди.
Дихлоро триоксидна молекула. Източник: Jynto.
От Ci-O връзки, са слабо полярни, СГ 2 O 3 молекула има малък диполен момент; следователно, той не се разтваря добре във вода или взаимодейства с други полярни разтворители. Нестабилността му е такава, че не е известна с търговска или потенциална употреба (нито нейната приложимост би била жизнеспособна като експлозия).
Основната причина за нестабилността му може да се дължи на електронните характеристики на предполагаемия Cl 3+ (при условие че е чисто йонна характеристика). Всъщност състоянията му на окисляване +1 и +5 са най-стабилни, когато хлорът образува съединения с кислород.
Имоти
Тъй като характеристиката му е лоша и не е добре документирана, няма много да се каже за нейните свойства, освен следните точки:
-Има молекулна маса от 118.903.
-Това е твърдо тъмнокафяво; въпреки че може да сублимира газообразен хлор, отделяйки жълтеникавозелени пари.
-Няма точка на кипене и топене, тъй като той избухва при 0 ° C (и при по-студени температури).
-Разтворимостта му във вода се изчислява на около 3,42 g / 100 ml, което доказва, че е ковалентна молекула с ниска полярност.
-Реагира с вода (малкото, което се разтваря), за да се превърне в HClO 2:
Cl 2 O 3 + H 2 O <=> 2HClO 2
Структура на хлорен (III) оксид
Изображението показва молекулната структура на Cl 2 O 3 с модел на сфери и пръти. Въпреки че на пръв поглед може да не изглежда така, неизречените последици от неговите връзки и пространствени подредби са по-сложни, отколкото изглеждат. Тази структура съответства на един от многото възможни изомери за това съединение.
Червените сфери съответстват на кислородните атоми, а зелените - на атомите на хлора. Хлорът вляво има триъгълна пирамидална геометрия, с чифт свободни електрони; така че може да се предположи, че хибридизацията им трябва да бъде sp 3. Кислородният атом действа като мост между двата хлора, Cl-O-Cl.
изомери
Какви са другите изомери? На теория се изчисляват девет, от които четири са най-стабилните (включително този на изображението). Останалите три ще имат структури като:
-ClClO 3. Много подобно на обясненото, но с Cl-Cl връзка.
-ClOOOCl (1). В този изомер има мост от три кислорода, които разделят на два хлорни атоми (помни ъгловата геометрията на H 2 O да се визуализира).
-ClOOOCl (2). Същият кислороден мост също присъства в този изомер, с изключение на това, че двата хлорни атома са затъмнени в пространството; един срещу друг, докато в горния изомер те са отдалечени.
номенклатура
Името му, хлорен оксид (III), съответства на определеното съгласно номенклатурата на запасите. Тук се приема, че хлорът има окислително състояние +3; но това не означава, че катионът Cl 3+ може да присъства. Това е молекула, а не мрежа от йони.
Друго име, с което Cl 2 O 3 е известен също е дихлор триоксид, съгласно систематичната номенклатура.
И накрая, не толкова често срещано (въпреки че се ръководи от традиционната номенклатура), името на хлорния анхидрид се отнася за това съединение. Това име се дължи на факта, че както вече беше обяснено, Cl 2 O 3 се произвежда, когато HClO 2 се кондензира, отделяйки вода.
Приложения
Тъй като това е хлорен оксид, най-непосредственото използване, което може да се мисли за Cl 2 O 3, е като окислител, способен да неутрализира органични примеси и микроби. Той обаче е много нестабилен, както и експлозивен, така че дори не се счита за полезен за тази цел.
Със сигурност няма информация за това как Cl 2 O 3 би се държал под огромен натиск (ако не избухне в процеса). При нормални условия изглежда не е нищо повече от сравнително стабилен и диференцируем междинен продукт между други по-стабилни хлорни оксиди.
Изчислено обаче е проучено да се определят механизмите на свободните радикали, включващи различни видове хлор и кислород.
Препратки
- Шивър и Аткинс. (2008 г.). Неорганична химия. (Четвърто издание). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Дихлорен триоксид. Възстановено от: en.wikipedia.org
- Дейл Л. Пери. (2011 г.). Наръчник за неорганични съединения. (второ издание). CRC Press Taylor & Francis Group.
- Ричард К. Роп. (2013). Енциклопедия на алкалоземните съединения. Elsevier.
- Kim KH, Han YK и Lee YS (1999). Базата определя ефектите върху стабилността на изомерите на Cl2O3, използвайки методите на B3P86 и B3LYP на теорията на функционалната плътност. Списание за молекулна структура THEOCHEM 460 (1-3): 19-25.