- Egenskaper
- Struktur av kloroksid (V)
- Molecule
- Lewis-struktur
- Isomerer og deres respektive hydrolyse
- nomenklatur
- applikasjoner
- referanser
Den klor oksyd (V) er en meget ustabil uorganisk forbindelse hvis kjemiske formel er Cl 2 O 5 . Det er en av de mange kloroksydene, som er preget av å være molekylære eller til og med radikale arter.
Cl 2 O 5 har bare funnet liv på papir og teoretiske beregninger; dens eksistens er imidlertid ikke utelukket, og det er sannsynlig at noen kan karakteriseres (av avanserte spektroskopiteknikker). Det som kan forutsis fra generelle kjemibegreper for dette oksydet, er at det er klorsyreanhydrid, HClO 3 .
Cl2O5 molekyl. Kilde: Jynto.
Det hypotetiske molekylet av kloroksyd (V) er vist ovenfor. Vær oppmerksom på at siden det er et molekyl, vurderes ikke tilstedeværelsen av Cl +5- ion i det hele tatt ; enda mindre når det må ha en slik polariserende kraft for å tvinge oksygen til å binde kovalent.
Som enhver ustabil forbindelse frigjør den energi til å bryte ned til mer stabile produkter; prosess som i mange tilfeller er eksplosiv. Når Cl 2 O 5 brytes ned, frigjør det ClO 2 og O 2 . Man antar at i vann, avhengig av isomeren av Cl 2 O 5 , kan forskjellige klor okso syrer dannes.
Egenskaper
Den molare massen av Cl 2 O 5 er 150,9030 g / mol. Fra denne massen, og dets hypotetiske molekyl, kan det antas at hvis det kunne isoleres, ville det sannsynligvis være en fet væske; selvfølgelig å sammenligne det med det fysiske utseendet til Cl 2 O 7 .
Selv om det ikke kan isoleres eller karakteriseres, er dette kloroksydet surt, kovalent og må også ha et lite dipolmoment. Aciditeten er forståelig hvis den kjemiske ligningen for dens hydrolyse analyseres:
Cl 2 O 5 + H 2 O 2HClO 3
HClO 3 er klorsyre. Den omvendte reaksjonen vil føre til at syren kan dehydreres:
2HClO 3 => Cl 2 O 5 + H 2 O
På den annen side, når Cl 2 O 5 knapt produseres, brytes den ned:
2 Cl 2 O 5 => 4ClO 2 + O 2
Det er derfor en formidlerart snarere enn et oksid riktig sett. Dens dekomponering må være så hurtig (i betraktning at Cl 2 O 5 er også dannes ), at det ikke har blitt detektert ved strøminstrumentelle analyseteknikker.
Struktur av kloroksid (V)
Molecule
De øverste bildet viser strukturen av det hypotetiske Cl 2 O 5 -molekylet med et kuler og stenger modell. De røde kulene representerer oksygenatomer, og de grønne kulene representerer kloratomer. Hvert klor har et trigonalt pyramidemiljø, så hybridiseringen må være sp 3 .
Således er Cl 2 O 5 -molekylet kan bli sett på som to trigonale pyramider koblet av et oksygen. Men ser du nøye, orienterer den ene pyramiden oksygenatomene nedover, den andre ut av planet (mot leseren).
Derfor er det antatt at det finnes rotasjoner i O 2 ClO-ClO 2 binding , noe som gjør molekylet forholdsvis dynamisk. Merk at formelen O 2 ClOClO 2 er en måte å representere strukturen av Cl 2 O 5 .
Lewis-struktur
Lewis-struktur for den hypotetiske Cl2O5. Kilde: Gabriel Bolívar.
Inntil nå har molekylet i seg selv ikke gjort det mulig å tyde hvorfor dens ustabilitet skyldes. For å belyse dette spørsmålet, vender vi oss til Lewis-strukturen, avbildet ovenfor. Legg merke til at strukturen kan være feilaktig antatt å være flat, men i forrige underavsnitt ble det avklart at det ikke er det.
Hvorfor har begge kloratomer positive formelle ladninger? Fordi klor har et ledig par elektroner igjen, som kan bekreftes ved å bruke Valencia Bond Theory (som ikke vil bli gjort her for forenkling). Dermed er dens formelle belastning:
C f = 7 - (4 + 2) = 1
Og hva har dette med dens ustabilitet å gjøre? Klor er betydelig elektronegativt, og derfor en dårlig bærer av positive formelle ladninger. Dette gjør Cl 2 O 5 til en meget sur art, siden den trenger å skaffe elektroner for å imøtekomme det elektroniske behovet for de to klorene.
Det motsatte skjer med Br 2 O 5 og I 2 O 5 , oksyder som foreligger under normale betingelser. Dette er fordi både brom og jod er mindre elektronegative enn klor; og derfor støtter de bedre den positive formelle belastningen.
Isomerer og deres respektive hydrolyse
Så langt har all forklaring falt på en av de to isomerer av Cl 2 O 5 : O 2 ClOClO 2 . Hvilken er den andre? O 3 CLOClO. I denne isomeren mangler klorinene positive formelle ladninger, og bør derfor være et mer stabilt molekyl. Både O 2 ClOClO 2 og O 3 ClOClO bør imidlertid gjennomgå hydrolysereaksjoner:
O 2 Cl-O-ClO 2 + H 2 O => 2O 2 Cl-OH (som ikke er noe mer enn HClO 3 )
O 3 ClO-ClO + H 2 O => O 3 Cl-OH (HClO 4 ) + HO-ClO (HClO 2 )
Vær oppmerksom på at det kan dannes opptil tre kloroksoksyrer: HClO 3 , HClO 4 og HClO 2
nomenklatur
Navnet 'kloroksid (V)' tilsvarer det som er tilordnet i henhold til stamnomenklaturen. Cl 2 O 5 kan også ha to andre navn: diklor pentaoxide og klor anhydrid, tildelt av de systematiske og tradisjonelle nomenklatur, henholdsvis.
applikasjoner
I stedet for å motivere beregningsmessige undersøkelser, Cl 2 O 5 vil være til ingen nytte før det blir oppdaget, isolert, karakterisert, lagret og vist ikke å eksplodere ved den minste kontakt.
referanser
- Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
- Sandra Luján Quiroga og Luis José Perissinotti. (2011). Kloroksosyrer og struktur av diklorinoksider. Chem. Educator, bind 16.
- Kjemisk formulering. (2019). Kloroksid (V). Gjenopprettet fra: formulacionquimica.com
- Linus Pauling. (1988). Generell kjemi. Dover Publications, INC., New York.
- Richard C. Ropp. (2013). Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Elsevier.