Oxidul de clor (III) este un compus anorganic cu formula chimică Cl 2 O 3 . Corespunde cu anhidrida acidului cloros, HClO 2 . Este un solid maro închis, puternic exploziv chiar și la temperaturi sub 0ºC și slab caracterizat. Acesta este motivul pentru care este subiect de interes pentru studii de calcul.
Punct de vedere chimic este un oxid covalent, astfel încât există legături CI-O și un discret Cl 2 O 3 molecule (imaginea de jos). Molecula menționată se poate forma fie prin deshidratarea HClO 2 , fie prin supunerea acesteia la fotoliză la temperaturi scăzute. Detaliul este că se descompune producerea de Cl 2 , O 2 , sau alți oxizi de clor stabile termodinamic.
Molecula de trioxid de dicloro. Sursa: Jynto.
Deoarece legăturile Cl-O sunt slab polar, Cl 2 O 3 molecula are un moment de dipol mic; prin urmare, nu se dizolvă bine în apă și nu interacționează cu alți solvenți polari. Instabilitatea sa este astfel încât nu este cunoscută pentru utilizări comerciale sau potențiale (și nici aplicabilitatea sa nu va fi viabilă ca exploziv).
Motivul principal al instabilității sale se poate datora caracteristicilor electronice ale presupusului Cl 3+ (presupunând un caracter pur ionic). De fapt, stările sale de oxidare +1 și +5 sunt cele mai stabile atunci când clorul formează compuși cu oxigen.
Proprietăți
Deoarece caracterizarea sa este slabă și slab documentată, nu se pot spune multe despre proprietățile sale, cu excepția următoarelor puncte:
-Are o masă moleculară de 118,903.
-Este un maro închis solid; deși poate sublima clorul gazos, emanând vapori verzi gălbui.
-Ii lipsesc atât punctele de fierbere, cât și cele de topire, deoarece explodează la 0ºC (și la temperaturi mai reci).
-Solubilitatea în apă este estimată a fi în jur de 3,42 g / 100 ml, ceea ce dovedește că este o moleculă covalentă cu polaritate scăzută.
-Refectează cu apă (puținul care se dizolvă) pentru a deveni HClO 2 :
Cl 2 O 3 + H 2 O <=> 2HClO 2
Structura oxidului de clor (III)
Imaginea arată structura moleculară a Cl 2 O 3 cu un model de sfere și bare. Deși poate să nu apară așa la prima vedere, implicațiile nerostite ale legăturilor și aranjamentelor spațiale sunt mai complicate decât apar. Această structură corespunde unuia dintre numeroșii izomeri posibili pentru acest compus.
Sferele roșii corespund atomilor de oxigen, iar sferele verzi la atomii de clor. Clorul din stânga are geometrie piramidală trigonală, cu o pereche de electroni liberi; deci se poate presupune că hibridizarea lor trebuie să fie sp 3 . Un atom de oxigen acționează ca o punte între cele două cloare, Cl-O-Cl.
izomeri
Care sunt celelalte izomere? În teorie, nouă sunt calculate, dintre care patru sunt cele mai stabile (inclusiv cea din imagine). Celelalte trei ar avea structuri precum:
-ClClO 3 . Foarte asemănător cu cel explicat, dar cu o legătură Cl-Cl.
-ClOOOCl (1). În acest izomer există o punte de trei oxigen care separă cei doi atomi de clor (amintiți-vă de geometria unghiulară a H 2 O pentru a o vizualiza).
-ClOOOCl (2). Aceeași punte oxigenată este prezentă și în acest izomer, cu excepția faptului că cei doi atomi de clor sunt eclipsați în spațiu; unul opus celuilalt, în timp ce în izomerul de mai sus sunt îndepărtați.
Nomenclatură
Numele său, oxid de clor (III), corespunde celui atribuit conform nomenclaturii de stoc. Aici se presupune că clorul are o stare de oxidare de +3; dar nu înseamnă că cationul Cl 3+ poate fi prezent. Este o moleculă, nu o rețea de ioni.
Un alt nume prin care Cl 2 O 3 este de asemenea cunoscută este dicloro trioxidul, în conformitate cu nomenclatura sistematică.
Și în sfârșit, nu este atât de comun (în ciuda faptului că este guvernat de nomenclatura tradițională), există numele de anhidridă cloroasă pentru a face referire la acest compus. Acest nume se datorează faptului că, așa cum sa explicat deja, Cl 2 O 3 este produs atunci când HClO 2 condensează, eliberând apa.
Aplicații
După cum este un oxid de clor, cel mai utilizare imediată , care ar putea fi gândit pentru Cl 2 O 3 este ca agent de oxidare, capabil să neutralizeze impurități organice și microbi. Cu toate acestea, este foarte instabil, precum și explozibil, deci nici măcar nu este considerat util în acest scop.
Cu siguranță, nu există informații despre modul în care Cl 2 O 3 s-ar comporta sub o presiune enormă (dacă nu explodează în proces). În condiții normale, se pare că nu este altceva decât un intermediar relativ stabil și diferențabil între alți oxizi de clor mai stabili.
Calculativ, însă, a fost studiat pentru a determina mecanismele radicalilor liberi care implică diverse specii de clor și oxigen.
Referințe
- Shiver & Atkins. (2008). Chimie anorganică. (A patra editie). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Trioxid de diclor. Recuperat de la: en.wikipedia.org
- Dale L. Perry. (2011). Manual de compuși anorganici. (a doua editie). CRC Press Taylor și Francis Group.
- Richard C. Ropp. (2013). Enciclopedia compușilor pământului alcalini Elsevier.
- Kim KH, Han YK și Lee YS (1999). Bazele au determinat efecte asupra stabilității izomerilor Cl2O3 folosind metodele B3P86 și B3LYP ale teoriei funcționale a densității. Journal of Molecular Structure THEOCHEM 460 (1-3): 19-25.