Den klor oksyd (III) er en uorganisk forbindelse med den kjemiske formelen Cl 2 O 3 . Tilsvarer klorsyreanhydrid, HClO 2 . Det er et mørkebrunt fast stoff, svært eksplosivt selv ved temperaturer under 0 ° C, og dårlig karakterisert. Derfor er det emnet som er interessant for beregningsstudier.
Kjemisk er det en kovalent oksyd, slik at det er Cl-O-bindinger og en diskret Cl 2 O 3 -molekyl (lavere image). Nevnte molekyl kan enten være dannet ved dehydratisering av HClO 2 , eller ved å utsette den for fotolyse ved lave temperaturer. Detaljene er at den brytes ned produsere Cl 2 , O 2 , eller andre termodynamisk stabile kloroksyder.
Diklortrioksydmolekyl. Kilde: Jynto.
Ettersom Cl-O-bindinger er lite polar, Cl- 2- O- 3 -molekylet har en liten dipolmoment; derfor oppløses den ikke godt i vann eller interagerer med andre polare løsningsmidler. Dets ustabilitet er slik at den ikke er kjent for kommersiell bruk eller potensiell bruk (og det vil heller ikke være anvendbar som eksplosiv).
Hovedårsaken til dens ustabilitet kan skyldes de elektroniske egenskapene til den antatte Cl 3+ (forutsatt en rent ionisk karakter). Faktisk er +1 og +5 oksidasjonstilstandene de mest stabile når klor danner forbindelser med oksygen.
Egenskaper
Fordi karakteriseringen er dårlig og dårlig dokumentert, er det ikke mye å si om dens egenskaper bortsett fra følgende punkter:
-Den har en molekylmasse på 118.903.
-Det er en solid mørk brun; selv om det kan sublimere gassformig klor, gir av gulaktige grønne damper.
-Det mangler både kokepunkt og smeltepunkter, siden det eksploderer ved 0 ° C (og ved kaldere temperaturer også).
-Dens løselighet i vann er estimert til å være rundt 3,42 g / 100 ml, noe som beviser at det er et kovalent molekyl med lav polaritet.
-Reagerer med vann (det lille som løses opp) for å bli HClO 2 :
Cl 2 O 3 + H 2 O <=> 2HClO 2
Struktur av klor (III) oksid
Bildet viser den molekylære strukturen til Cl 2 O 3 med kuler og stenger modell. Selv om det kanskje ikke ser ut slik ved første øyekast, er de uuttalte implikasjonene av koblingene og romlige arrangementene mer kompliserte enn de ser ut. Denne strukturen tilsvarer en av de mange mulige isomerer for denne forbindelsen.
De røde kulene tilsvarer oksygenatomer, og de grønne kulene til kloratomer. Kloratet til venstre har trigonal pyramidegeometri, med et par gratis elektroner; så det kan antas at hybridiseringen av disse må være sp 3 . Et oksygenatom fungerer som en bro mellom de to klorene, Cl-O-Cl.
isomerer
Hva er de andre isomerer? I teorien er ni beregnet, hvorav fire er de mest stabile (inkludert den på bildet). De tre andre vil ha strukturer som:
-ClClO 3 . Svært lik den som ble forklart, men med en Cl-Cl-binding.
-ClOOOCl (1). I denne isomer er det en bro av tre oksygenatomer som skiller de to kloratomer (huske vinkel geometrien i H 2 O for å visualisere det).
-ClOOOCl (2). Den samme oksygenrike broen er også til stede i denne isomeren, bortsett fra at de to kloratomene er formørket i rommet; den ene motsatt den andre, mens de i den ovennevnte isomer er fjerne.
nomenklatur
Navnet, kloroksid (III), tilsvarer det som er tilordnet i henhold til stamnomenklaturen. Her antas det at klor har en oksidasjonstilstand på +3; men det betyr ikke at Cl 3+ kation kan være til stede. Det er et molekyl, ikke et nettverk av ioner.
Et annet navn som Cl 2 O 3 er også kjent er diklor-trioksyd, i henhold til den systematiske nomenklatur.
Og til slutt, ikke så vanlig (til tross for at den styres av den tradisjonelle nomenklaturen), er det navnet kloranhydrid for å referere til denne forbindelsen. Dette navnet er på grunn av det faktum at, som allerede forklart, Cl 2 O 3 fremkommer når HClO 2 kondenseres og frigjør vann.
applikasjoner
Som det er et klor oksyd, den mest umiddelbare anvendelse som kunne tenkes for Cl 2 O 3 er som et oksidasjonsmiddel, er i stand til å nøytralisere organiske forurensninger og mikrober. Imidlertid er det veldig ustabilt, så vel som eksplosivt, så det anses ikke en gang som nyttig for dette formålet.
For at det ikke er noen informasjon om hvordan Cl 2 O 3 ville oppføre seg under et enormt press (hvis det ikke eksploderer i prosessen). Under normale forhold ser det ut til å være noe mer enn et relativt stabilt og differensierbart mellomprodukt mellom andre mer stabile kloroksider.
Beregningsmessig er det imidlertid studert for å bestemme mekanismer for frie radikaler som involverer forskjellige klorarter og oksygenarter.
referanser
- Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Diklorintoksyd. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
- Dale L. Perry. (2011). Håndbok for uorganiske forbindelser. (andre utgave). CRC Press Taylor & Francis Group.
- Richard C. Ropp. (2013). Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Elsevier.
- Kim KH, Han YK, og Lee YS (1999). Basissett effekter på stabiliteten til Cl2O3-isomerer ved bruk av B3P86 og B3LYP-metoder for tetthetsfunksjonsteori. Journal of Molecular Structure THEOCHEM 460 (1-3): 19-25.