A (III) általános képletű klór-oxid egy szervetlen vegyület, amelynek képlete Cl 2 O 3. Megfelel klórossav savanhidrid, HCIO 2. Sötétbarna szilárd anyag, 0 ° C alatti hőmérsékleten is nagyon robbanásveszélyes és rosszul jellemzõ. Éppen ezért érdekli a számítástechnika.
Kémiailag kovalens oxid, tehát vannak Cl-O kötések és egy különálló Cl 2 O 3 molekula (alsó kép). Az említett molekula egyaránt lehet kialakítva dehidratálásával HCIO 2, vagy oly módon, hogy a fotolízis alacsony hőmérsékleten. A részlet az, hogy elbomlik Cl 2, O 2 vagy más termodinamikailag stabil klór-oxidok előállításával.
Diklór-trioxid molekula. Forrás: Jynto.
Mivel a Cl-O kötések gyengén polárosak, a Cl 2 O 3 molekula kis dipól pillanatot mutat; ezért nem oldódik jól vízben, és nem lép kölcsönhatásba más poláros oldószerekkel. Instabilitása olyan, hogy a kereskedelemben vagy a lehetséges felhasználásokban nem ismert (és alkalmazhatósága sem lenne életképes robbanóanyagként).
Instabilitásának fő oka a feltételezett Cl 3+ elektronikus jellemzői lehet (a tisztán ionos karakter feltételezve). Valójában annak +1 és +5 oxidációs állapota a legstabilabb, ha a klór oxigénvegyületeket képez.
Tulajdonságok
Mivel jellemzése gyenge és rosszul dokumentálva van, tulajdonságainak nem sok mondanivalója van, kivéve a következő pontokat:
-A molekulatömege 118,903.
- szilárd sötétbarna; bár szublimálhatja a gáznemű klórt, sárgászöld gőzöket bocsátva ki.
- Nincs forráspontja és olvadáspontja sem, mivel 0 ° C-on (és hidegebb hőmérsékleteken is) felrobban.
-A vízben való oldhatóság becslések szerint körülbelül 3,42 g / 100 ml, ami azt bizonyítja, hogy alacsony polaritású kovalens molekula.
- Vízzel (a kevésbé oldódó anyaggal) reagál, hogy HClO 2 legyen:
Cl 2 O 3 + H 2 O <=> 2HClO 2
A klór (III) -oxid szerkezete
A képen látható a Cl 2 O 3 molekuláris szerkezete gömbök és rudak modellel. Bár ez első pillantásra nem tűnik úgy, a kapcsolatok és a térbeli elrendezések ki nem mondott következményei bonyolultabbok, mint amilyennek látszik. Ez a szerkezet megfelel ennek a vegyületnek a számos lehetséges izomerének.
A piros gömb az oxigénatomoknak felel meg, a zöld gömb a klóratomnak. A bal oldali klór trigonális piramis geometriájú, pár szabad elektronnal; tehát feltételezhető, hogy hibridizációjuknak sp 3- nak kell lennie. Az oxigénatom hídként működik a klór, a Cl-O-Cl között.
Az izomerek
Melyek a többi izomer? Elméletileg kilenc kerül kiszámításra, ebből négy a legstabilabb (beleértve a képen is). A másik három struktúrája például a következő:
-ClClO 3. Nagyon hasonló a magyarázathoz, de Cl-Cl kötéssel.
-ClOOOCl (1). Ebben az izomerben három oxigénből álló híd található, amelyek elválasztják a két klóratomot (a vizualizáció érdekében emlékezzen a H 2 O szöggeometriájára).
-ClOOOCl (2). Ugyanez az oxigénezett híd is jelen van ebben az izomerben, azzal a különbséggel, hogy a két klóratom a térben elsötétül; egymással szemben, míg a fenti izomerben távol vannak.
Elnevezéstan
Neve, klór-oxid (III), megegyezik a készletnómenklatúrának megfelelően megadottal. Feltételezzük, hogy a klór oxidációs állapota +3; de ez nem jelenti azt, hogy a Cl 3+ kation jelen lehet. Ez egy molekula, nem pedig az ionok hálózata.
A szisztémás nómenklatúra szerint egy másik név, amellyel Cl 2 O 3 is ismert, a diklór-trioxid.
És végül, nem annyira általános (annak ellenére, hogy a hagyományos nómenklatúrát szabályozzák), létezik a klór-anhidrid név, amely erre a vegyületre utal. Ez a név annak a ténynek köszönhető, hogy - amint az már kifejtésre került - a Cl 2 O 3 akkor képződik, amikor a HCl 2 kondenzálódik, és így víz szabadul fel.
Alkalmazások
Mivel ez egy klór-oxid, a Cl 2 O 3-ra való azonnali felhasználás oxidáló szer, amely semlegesíti a szerves szennyeződéseket és a mikrobákat. Ugyanakkor nagyon instabil és robbanásveszélyes, ezért erre a célra sem tartják hasznosnak.
Bizonyára nincs információ arról, hogy a Cl 2 O 3 hogyan viselkedne hatalmas nyomás alatt (ha nem felrobban a folyamatban). Normál körülmények között nem más, mint egy viszonylag stabil és megkülönböztethető köztitermék a többi stabilabb klór-oxid között.
Számítástechnikai szempontból azonban tanulmányozták a szabad gyökök mechanizmusainak meghatározását, különféle klór- és oxigénfajok bevonásával.
Irodalom
- Shiver és Atkins. (2008). Szervetlen kémia. (Negyedik kiadás). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Diklór-trioxid. Helyreállítva: en.wikipedia.org
- Dale L. Perry. (2011). Szervetlen vegyületek kézikönyve. (második kiadás). CRC Press Taylor & Francis Csoport.
- Richard C. Ropp. (2013). Az alkáliföld-vegyületek enciklopédia. Elsevier.
- Kim KH, Han YK és Lee YS (1999). A B3P86 és a B3LYP sűrűségfüggvény elmélet módszerével a Cl2O3 izomerek stabilitására gyakorolt hatás alapja. A molekuláris szerkezeti folyóirat THEOCHEM 460 (1-3): 19-25.