- Властивості
- Склад оксиду хлору (V)
- Молекула
- Структура Льюїса
- Ізомери та їх гідроліз
- Номенклатура
- Програми
- Список літератури
Оксиду хлору (V) , є вкрай нестабільним неорганічне з'єднання , хімічна формула якого Cl 2 O 5 . Це один із багатьох оксидів хлору, які характеризуються молекулярними або навіть радикальними видами.
Cl 2 O 5 знайшов життя лише на папері та теоретичних розрахунках; однак, його існування не виключено, і, ймовірно, деякі з них можна охарактеризувати (прогресивними методами спектроскопії). Що можна передбачити із загальних хімічних концепцій цього оксиду - це ангідрид хлористоводневої кислоти HClO 3 .
Молекула Cl2O5. Джерело: Jynto.
Гіпотетична молекула оксиду хлору (V) показана вище. Зауважте, що оскільки це молекула, наявність іона Cl +5 взагалі не розглядається ; ще менше, коли він повинен мати таку поляризуючу силу, щоб змусити кисень зв'язуватися ковалентно.
Як і будь-яка нестабільна сполука, вона вивільняє енергію для руйнування на більш стабільні продукти; процес, який у багатьох випадках є вибухонебезпечним. Коли Cl 2 O 5 розкладається, він вивільняє ClO 2 і O 2 . Теоретично, що у воді, залежно від ізомеру Cl 2 O 5 , можуть утворюватися різні оксокислоти хлору.
Властивості
Молярна маса Cl 2 O 5 становить 150,9030 г / моль. З цієї маси та її гіпотетичної молекули можна припустити, що якби її можна було виділити, це, мабуть, масляниста рідина; звичайно, порівнюючи це з фізичним виглядом Cl 2 O 7 .
Хоча його не можна виділити або охарактеризувати, цей оксид хлору є кислим, ковалентним, а також повинен мати невеликий дипольний момент. Його кислотність зрозуміла, якщо проаналізувати хімічне рівняння її гідролізу:
Cl 2 O 5 + H 2 O 2HClO 3
HClO 3 є хлорною кислотою. Зворотна реакція призведе до того, що кислота може бути зневоднена:
2HClO 3 => Cl 2 O 5 + H 2 O
З іншого боку, коли Cl 2 O 5 майже не виробляється, він розкладається:
2Cl 2 O 5 => 4ClO 2 + O 2
Тому він є посередницьким видом, а не оксидом. Розпад його повинен бути настільки швидким (враховуючи, що Cl 2 O 5 навіть утворився ), що його не було виявлено діючими методами інструментального аналізу.
Склад оксиду хлору (V)
Молекула
На верхньому зображенні показана структура гіпотетичної молекули Cl 2 O 5 з моделлю сфер та стрижнів. Червоні сфери представляють атоми кисню, а зелені кулі - атоми хлору. Кожен хлор має тригональне пірамідне середовище, тому його гібридизація повинна бути sp 3 .
Таким чином, молекулу Cl 2 O 5 можна розглядати як дві трикутні піраміди, пов'язані киснем. Але якщо уважно подивитись, одна піраміда орієнтує свої атоми кисню вниз, а інша поза площиною (у напрямку до читача).
Отже, передбачається, що у зв’язку O 2 Cl-O-ClO 2 є обертання , що робить молекулу відносно динамічною. Зауважимо, що формула O 2 ClOClO 2 є способом представлення структури Cl 2 O 5 .
Структура Льюїса
Структура Льюїса для гіпотетичного Cl2O5. Джерело: Габріель Болівар.
Досі молекула сама по собі не змогла розшифрувати, чому зумовлена її нестабільність. Щоб пролити світло на це питання, ми звернемось до його структури Льюїса, зображеної вище. Зауважте, що структуру може помилково вважати плоскою, але в попередньому підрозділі було уточнено, що це не так.
Чому обидва атома хлору мають позитивні формальні заряди? Оскільки в хлорі залишилася вільна пара електронів, що можна перевірити, застосувавши теорію зв’язків Валенсії (що не буде зроблено тут для спрощення). Таким чином, його формальне навантаження:
C f = 7 - (4 + 2) = 1
І що це має відношення до його нестабільності? Ну, хлор значно електронегативний, а тому поганий носій позитивних формальних зарядів. Це робить Cl 2 O 5 висококислим видом, оскільки йому потрібно набрати електрони для забезпечення електронного попиту на два хлори.
Навпаки відбувається з Br 2 O 5 та I 2 O 5 , оксидами, які існують у нормальних умовах. Це тому, що і бром, і йод менш електронегативні, ніж хлор; і тому вони краще підтримують позитивний формальний заряд.
Ізомери та їх гідроліз
Поки все пояснення припало на один з двох ізомерів Cl 2 O 5 : O 2 ClOClO 2 . Який інший? O 3 ClOClO. У цьому ізомері хлорам не вистачає позитивних формальних зарядів, тому вони повинні бути більш стійкою молекулою. Однак і O 2 ClOClO 2, і O 3 ClOClO повинні проходити реакції гідролізу:
O 2 Cl-O-ClO 2 + H 2 O => 2O 2 Cl-OH (які є не що інше, як HClO 3 )
O 3 Cl-O-ClO + H 2 O => O 3 Cl-OH (HClO 4 ) + HO-ClO (HClO 2 )
Зауважте, що можуть утворюватися до трьох оксокислот хлору: HClO 3 , HClO 4 та HClO 2
Номенклатура
Назва «оксид хлору (V)» відповідає тому, що присвоєно відповідно до номенклатури запасів. Cl 2 O 5 також може мати дві інші назви: пентаоксид дихлору та ангідрид хлору , присвоєні відповідно систематичною та традиційною номенклатурою.
Програми
Замість того, щоб мотивувати обчислювальні дослідження, Cl 2 O 5 не буде корисним, поки його не виявлять, виділяють, охарактеризують, зберігають і не покажуть, що не вибухнуть при найменшому контакті.
Список літератури
- Шивер і Аткінс. (2008). Неорганічна хімія. (Четверте видання). Mc Graw Hill.
- Сандра Луян Кірога та Луїс Хосе Періссінотті. (2011 р.). Оксокислоти хлору та структура оксидів дихлору. Хім. Педагог, т. 16.
- Хімічна рецептура. (2019). Оксид хлору (V). Відновлено з: formulacionquimica.com
- Лінус Полінг. (1988). Загальна хімія. Dover Publications, INC., Нью-Йорк.
- Річард К. Ропп. (2013). Енциклопедія лужноземельних сполук. ElSevier.