- Tulajdonságok
- A klór-oxid szerkezete (V)
- Molekula
- Lewis felépítése
- Izomerek és azok hidrolízise
- Elnevezéstan
- Alkalmazások
- Irodalom
A (V) klór-oxid egy nagyon instabil szervetlen vegyület, amelynek kémiai képlete Cl 2 O 5. Ez a sok klór-oxid közül egy, amelyet molekuláris vagy akár radikális fajok jellemeznek.
A Cl 2 O 5 életét csak papíron és elméleti számításokon találta meg; ennek létezését azonban nem zárják ki, és valószínű, hogy egyesek jellemezhetők (fejlett spektroszkópiás technikákkal). Ami az oxid általános kémiai elképzelései alapján megjósolható, hogy ez a sósav anhidride, a HClO 3.
Cl2O5 molekula. Forrás: Jynto.
A fenti (V) klór-oxid feltételezett molekuláját mutatjuk be. Vegye figyelembe, hogy mivel ez egy molekula, a Cl + 5 ion jelenlétét egyáltalán nem veszik figyelembe; még kevésbé, ha olyan polarizáló képességgel kell rendelkeznie, hogy az oxigént kovalensen kösse.
Mint minden instabil vegyület, energiát bocsát ki, hogy stabilabb termékekké bomoljon; Ez a folyamat sok esetben robbanásveszélyes. Amikor Cl 2 O 5 bomlik felszabadítja ClO 2 és az O 2. Elmélet szerint a vízben, a Cl 2 O 5 izomerjétől függően, különböző klór-oxo savak képződhetnek.
Tulajdonságok
A Cl 2 O 5 móltömege 150,9030 g / mol. Ebből a tömegből és annak feltételezett molekulájából feltételezhető, hogy ha izolálható lenne, valószínűleg olajos folyadék lenne; természetesen összehasonlítva a Cl 2 O 7 fizikai megjelenésével.
Noha ez nem különíthető el vagy nem jellemezhető, ez a klór-oxid savas, kovalens, és kis dipólnyomatának kell lennie. Savassága érthető, ha elemezzük hidrolízisének kémiai egyenletét:
Cl 2 O 5 + H 2 O 2HClO 3
A HClO 3 klórsav. A fordított reakció azt eredményezi, hogy a sav dehidratálható:
2HClO 3 => Cl 2 O 5 + H 2 O
Másrészt, ha a Cl 2 O 5 alig termelődik, akkor bomlik:
2Cl 2 O 5 => 4 Cl 2 2 + O 2
Ezért inkább közbenső faj, nem pedig helyesen beszélő oxid. Bomlásának annyira gyorsnak kell lennie (figyelembe véve, hogy még Cl 2 O 5 képződik is), hogy a jelenlegi műszeres elemzési technikákkal még nem fedezték fel.
A klór-oxid szerkezete (V)
Molekula
A felső kép a hipotetikus Cl 2 O 5 molekula szerkezetét mutatja gömbök és rudak modellel. A piros gömb az oxigénatomokat, a zöld gömb a klóratomot képviseli. Minden klórnak trigonális piramis környezete van, tehát hibridizációjának sp 3- nak kell lennie.
Így a Cl 2 O 5 molekula lehet tekinteni, mint a két trigonális piramis kapcsolódhat egy oxigénhídon. De ha alaposan megnézed, az egyik piramis az oxigénatomjait lefelé, a másik a síkból kifelé (az olvasó felé) fordítja.
Ezért feltételezzük, hogy az O 2 Cl-O-ClO 2 kötésben forgások történnek, és ezáltal a molekula viszonylag dinamikus. Vegye figyelembe, hogy az O 2 ClOClO 2 képlet a Cl 2 O 5 szerkezetének ábrázolására szolgál.
Lewis felépítése
A feltételezett Cl2O5 Lewis-struktúrája. Forrás: Gabriel Bolívar.
Mostanáig a molekula önmagában nem tette lehetővé annak megfejtését, hogy miért okozta instabilitását. A kérdés megvilágításához fordulunk a fentebb ábrázolt Lewis-struktúrához. Vegye figyelembe, hogy tévedésből tévesen laposnak tekinthető a szerkezet, ám az előző alszakaszban tisztáztuk, hogy nem az.
Miért van mindkét klóratom pozitív formális töltéssel? Mivel a klórnak szabad elektronpárja maradt, amit a Valencia kötési elmélet alkalmazásával lehet igazolni (amelyet egyszerűsítés céljából itt nem fogunk megtenni). Így formális terhelése:
C f = 7 - (4 + 2) = 1
És mi köze ennek az instabilitásának? Nos, a klór jelentõsen elektronegatív, és ezért a pozitív formális töltések rossz hordozója. Ez a Cl 2 O 5- t nagyon savas fajgá teszi, mivel elektronokra van szüksége ahhoz, hogy kielégítse a két klór elektronikus igényét.
Ellenkezőleg történik a Br 2 O 5 és I 2 O 5 oxidokkal, amelyek normál körülmények között léteznek. Ennek oka az, hogy mind a bróm, mind a jód kevésbé elektronegatív, mint a klór; és ezért jobban támogatják a pozitív formai vádat.
Izomerek és azok hidrolízise
Eddig az összes magyarázat a Cl 2 O 5 két izomerének egyikére esett: O 2 ClOClO 2. Melyik a másik? O 3 ClOClO. Ebben az izomerben a klórok nem tartalmaznak pozitív formális töltést, ezért stabilabb molekulának kell lenniük. Azonban mindkét O 2 ClOClO 2 és O 3 ClOClO kell alávetni hidrolízis reakciók:
O 2 Cl-O-ClO 2 + H 2 O => 2 O 2 Cl-OH (amelyek nem más, mint HClO 3)
O 3 ClO-ClO + H 2 O => O 3 Cl-OH (HClO 4) + HO-ClO (HCIO 2)
Vegye figyelembe, hogy legfeljebb három klór-oxo-sav képződik: HClO 3, HClO 4 és HClO 2
Elnevezéstan
A „klór-oxid (V)” elnevezés megegyezik a készletnómenklatúra szerint megadott névvel. A Cl 2 O 5- nek két másik neve is lehet: diklór-pentaoxid és klór-anhidrid, amelyeket a szisztematikus és a hagyományos nómenklatúrák jelöltek ki.
Alkalmazások
A motiváló számítási tanulmányok helyett a Cl 2 O 5 haszontalan lesz, amíg fel nem fedezik, izolálják, jellemzik, tárolják és nem mutatják, hogy a legcsekélyebb érintkezéssel felrobbannak.
Irodalom
- Shiver és Atkins. (2008). Szervetlen kémia. (Negyedik kiadás). Mc Graw Hill.
- Sandra Luján Quiroga és Luis José Perissinotti. (2011). Klór-oxidsavak és a diklór-oxidok szerkezete. Chem. Educator, 16. kötet.
- Kémiai összetétel. (2019). Klór-oxid (V). Helyreállítva: formulacionquimica.com
- Linus Pauling. (1988). Általános kémia. Dover Publications, Inc., New York.
- Richard C. Ropp. (2013). Az alkáliföld-vegyületek enciklopédia. Elsevier.