Оксиду хлору (III) , являє собою неорганічну сполуку з хімічною формулою Cl 2 O 3 . Відповідає ангідриду хлористоводневої кислоти HClO 2 . Це темно-коричневе тверде речовина, вибухонебезпечне навіть при температурі нижче 0 ° C, і погано характеризується. Ось чому вона є предметом інтересу для обчислювальних досліджень.
Хімічно це ковалентний оксид, тому існують зв'язки Cl-O та дискретна молекула Cl 2 O 3 (нижнє зображення). Зазначена молекула може бути утворена дегідратацією HClO 2 , або піддаючи її фотолізу при низьких температурах. Подробиця полягає в тому, що він розкладається, утворюючи Cl 2 , O 2 або інші термодинамічно стійкі оксиди хлору.
Молекула триоксиду дихлору. Джерело: Jynto.
Оскільки Cl-O зв’язки погано полярні, молекула Cl 2 O 3 має малий дипольний момент; тому він не добре розчиняється у воді та не взаємодіє з іншими полярними розчинниками. Його нестабільність така, що вона не відома для комерційних чи потенційних цілей (а також її застосовність не була б життєздатною як вибухова речовина).
Основна причина його нестабільності може бути пов'язана з електронними характеристиками передбачуваного Cl 3+ (припускаючи суто іонний характер). Насправді стани його окислення +1 і +5 є найбільш стійкими, коли хлор утворює сполуки з киснем.
Властивості
Оскільки його характеристика є поганою і погано задокументована, про її властивості не можна сказати багато, крім наступних моментів:
-Молекулярна маса - 118,903.
-Це твердий темно-коричневий; хоча він може сублімувати газоподібний хлор, виділяючи жовтувато-зелені пари.
-У ньому не вистачає і температур кипіння, і плавлення, оскільки він вибухає при 0 ° C (і при більш низьких температурах).
- Розчинність його у воді оцінюється приблизно в 3,42 г / 100 мл, що доводить, що це ковалентна молекула низької полярності.
-Реагує з водою (мало, що розчиняється), щоб перетворитись HClO 2 :
Cl 2 O 3 + H 2 O <=> 2HClO 2
Структура оксиду хлору (III)
На зображенні показана молекулярна структура Cl 2 O 3 з моделлю сфер і брусків. Хоча це може здатися таким на перший погляд, невисловлені наслідки його зв’язків та просторових композицій складніші, ніж вони здаються. Ця структура відповідає одному з безлічі можливих ізомерів для цієї сполуки.
Червоні сфери відповідають атомам кисню, а зелені - атомам хлору. Хлор зліва має трикутну геометрію піраміди, з парою вільних електронів; тому можна припустити, що їх гібридизація повинна бути sp 3 . Атом кисню діє як міст між двома хлорами, Cl-O-Cl.
Ізомери
Які інші ізомери? Теоретично обчислюється дев'ять, з яких чотири найбільш стійкі (включаючи те, що є на зображенні). Інші три мають такі структури, як:
-ClClO 3 . Дуже схожа на пояснювану, але із зв'язком Cl-Cl.
-ClOOOCl (1). У цьому ізомері є міст з трьох оксигенів, які розділяють два атоми хлору (згадайте кутову геометрію H 2 O, щоб візуалізувати його).
-ClOOOCl (2). Цей же кисневий міст також присутній у цьому ізомері, за винятком того, що два атоми хлору затьмарені в просторі; один навпроти іншого, тоді як у вищевказаному ізомері вони віддалені.
Номенклатура
Його назва, оксид хлору (III), відповідає тому, що присвоєно відповідно до номенклатури запасів. Тут передбачається, що хлор має окислювальний стан +3; але це не означає, що катіон Cl 3+ може бути присутнім. Це молекула, а не мережа іонів.
Інша назва, за якою також відомий Cl 2 O 3, - триоксид дихлору, згідно з систематизованою номенклатурою.
І нарешті, не настільки поширена (незважаючи на те, що регулюється традиційною номенклатурою), є назва хлористого ангідриду для позначення цієї сполуки. Ця назва пов'язана з тим, що, як уже було пояснено, Cl 2 O 3 утворюється, коли HClO 2 конденсується, вивільняючи воду.
Програми
Оскільки це оксид хлору, найбільш негайне використання, яке можна було б вважати для Cl 2 O 3, - як окислювач, здатний нейтралізувати органічні домішки та мікроби. Однак він дуже нестійкий, як і вибухонебезпечний, тому навіть не вважається корисним для цієї мети.
Напевно немає інформації про те, як Cl 2 O 3 поводитиметься під величезним тиском (якщо він не вибухне в процесі). У нормальних умовах, схоже, це не що інше, як відносно стійкий і диференційований проміжний продукт між іншими більш стійкими оксидами хлору.
Однак, в обчисленні, було вивчено визначення механізмів вільних радикалів, що включають різні види хлору та кисню.
Список літератури
- Шивер і Аткінс. (2008). Неорганічна хімія. (Четверте видання). Mc Graw Hill.
- Вікіпедія. (2019). Трихлорид дихлорину. Відновлено з: en.wikipedia.org
- Дейл Л. Перрі. (2011 р.). Довідник неорганічних сполук. (друге видання). CRC Press Taylor & Francis Group.
- Річард К. Ропп. (2013). Енциклопедія лужноземельних сполук. ElSevier.
- Кім Х.Х., Хань Ю.К. та Лі Й.С. (1999). Встановлено основи впливу на стабільність ізомерів Cl2O3, використовуючи методи B3P86 і B3LYP теорії функціональної щільності. Журнал молекулярної структури THEOCHEM 460 (1-3): 19-25.