Klor (III) oxidegenskaper, struktur, användningsområden

967
Basil Manning

De klor (III) oxid är en oorganisk förening vars kemiska formel är CltvåELLER3. Motsvarar klorsyraanhydrid, HClOtvå. Det är ett mörkbrunt fast ämne, mycket explosivt även vid temperaturer under 0 ° C och dåligt karaktäriserat. Det är därför det är ett intressant objekt för beräkningsstudier..

Kemiskt är det en kovalent oxid, så det finns Cl-O-bindningar och en diskret Cl-molekyltvåELLER3 (lägre bild). En sådan molekyl kan väl bildas genom uttorkning av HClOtvå, eller utsätts för fotolys vid låga temperaturer. Detaljen är att den sönderdelas och producerar Cltvå, ELLERtvå, eller andra termodynamiskt stabila kloroxider.

Diklortrioxidmolekyl. Källa: Jynto [CC0].

Eftersom Cl-O-bindningar är dåligt polära, Cl-molekylentvåELLER3 har ett litet dipolmoment; därför löser det sig inte bra i vatten eller interagerar med andra polära lösningsmedel. Dess instabilitet är sådan att den inte är känd för kommersiell eller potentiell användning (och dess tillämpbarhet skulle inte heller vara användbar som ett explosivt).

Den främsta anledningen till dess instabilitet kan bero på de elektroniska egenskaperna hos den förmodade Cl3+ (antar en ren jonisk karaktär). Faktum är att dess oxidationstillstånd +1 och +5 är de mest stabila när klor bildar föreningar med syre..

Artikelindex

  • 1 Fastigheter
  • 2 Struktur av klor (III) oxid
    • 2.1 Isomerer
  • 3 Nomenklatur
  • 4 användningsområden
  • 5 Referenser 

Egenskaper

Eftersom dess karakterisering är dålig och dåligt dokumenterad, finns det inte mycket att säga om dess egenskaper utom följande punkter:

-Den har en molekylvikt på 118,903.

-Det är en fast mörkbrun; även om det kan sublimera gasformigt klor och avge gulaktiga gröna ångor.

-Den saknar både kokpunkt och smältpunkt, eftersom den vid 0 ° C exploderar (och vid kallare temperaturer också).

-Dess löslighet i vatten uppskattas till cirka 3,42 g / 100 ml, vilket visar att det är en kovalent molekyl med låg polaritet..

-Reagerar med vatten (det lilla som löser sig) för att bli HClOtvå:

CltvåELLER3 + HtvåELLER <=> 2HClOtvå

Struktur av klor (III) oxid

Bilden visade den molekylära strukturen av CltvåELLER3 med en modell av kulor och stänger. Även om det kanske inte verkar som det vid första anblicken, är de outtalade konsekvenserna av dina länkar och rumsliga arrangemang mer komplicerade än de verkar. Denna struktur motsvarar en av de många möjliga isomererna för denna förening..

De röda sfärerna motsvarar syreatomer och de gröna sfärerna till kloratomer. Kloren till vänster har en trigonal pyramidgeometri med ett par fria elektroner; så det kan antas att deras hybridisering måste vara sp3. En syreatom fungerar som en brygga mellan de två klorerna, Cl-O-Cl.

Isomerer

Vilka är de andra isomererna? I teorin beräknas nio, varav fyra är de mest stabila (inklusive den i bilden). De andra tre skulle ha strukturer som:

-ClClO3. Mycket lik den förklarade, men med en Cl-Cl-obligation.

-ClOOOCl (1). I denna isomer finns en brygga med tre oxygener som separerar de två kloratomerna (kom ihåg vinkelgeometrin hos HtvåEller för att visualisera det).

-ClOOOCl (2). Samma syresatta brygga finns också i denna isomer, med undantaget att de två kloratomerna förmörkas i rymden; motsatt varandra, medan de i ovanstående isomer är avlägsna.

Nomenklatur

Dess namn, kloroxid (III), motsvarar det som tilldelats enligt lagernomenklaturen. Här antas att klor har ett oxidationstillstånd på +3; men det betyder inte att Cl-katjonen3+ kan vara närvarande. Det är en molekyl, inte ett nätverk av joner.

Ett annat namn som Cl också är känt förtvåELLER3 är diklortrioxid, enligt den systematiska nomenklaturen.

Och slutligen, inte så vanligt (trots att det styrs av den traditionella nomenklaturen), finns det namnet kloranhydrid som hänvisar till denna förening. Detta namn beror på att Cl, som redan förklaratstvåELLER3 inträffar när HClOtvå kondenserar släppande vatten.

Applikationer

Eftersom det är en kloroxid är den mest omedelbara användningen som man kan tänka på för CltvåELLER3 Det är som ett oxidationsmedel som kan neutralisera organiska föroreningar och mikrober. Det är dock mycket instabilt, såväl som explosivt, så det anses inte ens användbart för detta ändamål..

Visst finns det ingen information om hur Cl skulle bete sig.tvåELLER3 under enormt tryck (om det inte exploderar under processen). Under normala förhållanden verkar det vara inget annat än en relativt stabil och differentierbar mellanprodukt mellan andra mer stabila kloroxider..

Beräkningsmässigt har det dock varit föremål för studier att bestämma mekanismer för fria radikaler som involverar olika arter av klor och syre..

Referenser

  1. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (Fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2019). Diklortrioxid. Återställd från: en.wikipedia.org
  3. Dale L. Perry. (2011). Handbok för oorganiska föreningar. (andra upplagan). CRC Press Taylor & Francis Group.
  4. Richard C. Ropp. (2013). Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Elsevier.
  5. Kim K. H., Han Y.K. och Lee Y. S. (1999). Basuppsättningseffekter på Cl2O3-isomerernas stabilitet med B3P86- och B3LYP-metoder för densitetsfunktionsteori. Journal of Molecular Structure THEOCHEM 460 (1-3): 19-25.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.