Klor (III) oksydegenskaper, struktur, bruksområder

De klor (III) oksyd er en uorganisk forbindelse hvis kjemiske formel er Cl_toELLER₃. Tilsvarer klorsyreanhydrid, HClO_to. Det er et mørkebrunt fast stoff, svært eksplosivt selv ved temperaturer under 0 ° C og dårlig karakterisert. Det er derfor det er et objekt av interesse for beregningsstudier..

Kjemisk er det et kovalent oksid, så det er Cl-O-bindinger og et diskret Cl-molekyl_toELLER₃ (nedre bilde). Et slikt molekyl kan godt dannes ved dehydrering av HClO_to, eller utsettes for fotolyse ved lave temperaturer. Detaljen er at den spaltes og produserer Cl_to, ELLER_to, eller andre termodynamisk stabile kloroksider.

Siden Cl-O-bindinger er dårlig polare, er Cl-molekylet_toELLER₃ har et lite dipolmoment; derfor løser det seg ikke godt i vann eller samhandler med andre polare løsemidler. Dens ustabilitet er slik at den ikke er kjent for kommersiell eller potensiell bruk (og dens anvendbarhet vil heller ikke være levedyktig som et eksplosivt stoff).

Hovedårsaken til ustabiliteten kan skyldes de elektroniske egenskapene til den antatte Cl³⁺ (forutsatt en ren ionisk karakter). Faktisk er oksidasjonsstatusene +1 og +5 de mest stabile når klor danner forbindelser med oksygen..

Artikkelindeks

• 1 eiendommer
• 2 Struktur av klor (III) oksid
  • 2.1 Isomerer
• 3 Nomenklatur
• 4 bruksområder
• 5 Referanser 

Eiendommer

Fordi karakteriseringen er dårlig og dårlig dokumentert, er det ikke mye å si om egenskapene bortsett fra følgende punkter:

-Den har en molekylvekt på 118,903.

-Det er en solid mørk brun; selv om det kan sublimere gassformet klor, og avgir gulgrønne damper.

-Den mangler både kokepunkt og smeltepunkt, siden den 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 viser at det er et kovalent molekyl med lav polaritet..

-Reagerer med vann (det lille som løser seg opp) for å bli HClO_to:

Cl_toELLER₃ + H_toELLER <=> 2HClO_to

Struktur av klor (III) oksid

Bildet viste den molekylære strukturen til Cl_toELLER₃ med en modell av kuler og stenger. Selv om det kanskje ikke virker som det ved første øyekast, er de usagte 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. Kloren til venstre har en trigonal pyramidegeometri, med et par frie elektroner; så det kan antas at deres hybridisering må være sp³. Et oksygenatom fungerer som en bro mellom de to klorene, Cl-O-Cl.

Isomerer

Hva er de andre isomerer? I teorien beregnes ni, hvorav fire er de mest stabile (inkludert den på bildet). De tre andre ville ha strukturer som:

-ClClO₃. Svært lik den forklarte, men med en Cl-Cl-binding.

-ClOOOCl (1). I denne isomeren er det en bro av tre oksygener som skiller de to kloratomene (husk vinkelgeometrien til H_toEller for å visualisere det).

-ClOOOCl (2). Den samme oksygenerte broen er også til stede i denne isomeren, med unntak av at de to kloratomene er formørket i rommet; motsatt hverandre, mens de i ovennevnte isomer er fjerne.

Nomenklatur

Navnet, kloroksid (III), tilsvarer det som er tildelt i henhold til lagernomenklaturen. Her antas det at klor har en oksidasjonstilstand på +3; men det betyr ikke at Cl-kationen³⁺ kan være til stede. Det er et molekyl, ikke et nettverk av ioner.

Et annet navn der Cl også er kjent_toELLER₃ er diklortrioksid, i henhold til den systematiske nomenklaturen.

Og til slutt, ikke så vanlig (til tross for at den styres av den tradisjonelle nomenklaturen), er det navnet kloranhydrid som refererer til denne forbindelsen. Dette navnet skyldes det faktum at Cl_toELLER₃ oppstår når HClO_to kondenserer utslipp av vann.

applikasjoner

Siden det er et kloroksid, kan den mest umiddelbare bruken som kan tenkes på Cl_toELLER₃ Det er som et oksidasjonsmiddel som er i stand til å nøytralisere organiske urenheter og mikrober. Imidlertid er det veldig ustabilt, så vel som eksplosivt, så det blir ikke engang ansett som nyttig for dette formålet..

Det er sikkert ingen informasjon om hvordan Cl ville oppføre seg._toELLER₃ under 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 har det imidlertid vært gjenstand for studier å bestemme mekanismer for frie radikaler som involverer forskjellige arter av klor og oksygen..

Referanser

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Diklortrioksid. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
3. Dale L. Perry. (2011). Håndbok for uorganiske forbindelser. (andre utgave). CRC Press Taylor & Francis Group.
4. Richard C. Ropp. (2013). Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Elsevier.
5. Kim K. H., Han Y.K. og Lee Y. S. (1999). Grunnleggende effekter på stabiliteten til Cl2O3-isomerene ved bruk av B3P86 og B3LYP-metoder for tetthetsfunksjonell teori. Journal of Molecular Structure THEOCHEM 460 (1-3): 19-25.