- Proprietăți
- Structura oxidului de clor (V)
- Moleculă
- Structura lui Lewis
- Izomerii și hidroliza respectivă a acestora
- Nomenclatură
- Aplicații
- Referințe
Oxidul de clor (V) este un compus anorganic foarte instabil a cărui formulă chimică este Cl 2 O 5 . Este unul dintre numeroșii oxizi de clor, care se caracterizează prin a fi specii moleculare sau chiar radicale.
Cl 2 O 5 a găsit viață doar pe hârtie și calcule teoretice; cu toate acestea, existența sa nu a fost exclusă și este probabil ca unele să fie caracterizate (prin tehnici avansate de spectroscopie). Ceea ce se poate prezice din noțiunile de chimie generală ale acestui oxid este că este anhidrida acidului cloric, HClO 3 .
Molecula Cl2O5. Sursa: Jynto.
Mai sus este prezentată molecula ipotetică de oxid de clor (V). Rețineți că, deoarece este o moleculă, prezența ionului Cl +5 nu este deloc considerată ; cu atât mai puțin când trebuie să aibă o astfel de putere polarizantă pentru a forța oxigenul să se lege covalent.
Ca orice compus instabil, eliberează energie pentru a se descompune în produse mai stabile; proces care în multe cazuri este exploziv. Când Cl 2 O 5 se descompune elibereaza ClO 2 si O 2 . Este teoretizat că , în apă, în funcție de izomerul Cl 2 O 5 , diferite clor oxo acizi pot forma.
Proprietăți
Masa molară a Cl 2 O 5 este 150.9030 g / mol. Din această masă și molecula sa ipotetică, se poate conjectura că, dacă ar putea fi izolat, ar fi probabil un lichid uleios; desigur, comparat cu aspectul fizic al Cl 2 O 7 .
Deși nu poate fi izolat sau caracterizat, acest oxid de clor este acid, covalent și trebuie să aibă și un moment dipol mic. Aciditatea sa este de înțeles dacă este analizată ecuația chimică a hidrolizei sale:
Cl 2 O 5 + H 2 O 2HClO 3
HClO 3 fiind acid cloric. Reacția inversă ar rezulta în cazul în care acidul poate fi deshidratat:
2HClO 3 => Cl 2 O 5 + H 2 O
Pe de altă parte, când Cl 2 O 5 este greu de produs, se descompune:
2CI 2 O 5 => 4ClO 2 + O 2
Prin urmare, este o specie intermediară mai degrabă decât un oxid vorbind corect. Descompunerea acestuia trebuie să fie atât de rapid (având în vedere că Cl 2 O 5 este format chiar ), că nu a fost detectată prin tehnici curente de analiză instrumentale.
Structura oxidului de clor (V)
Moleculă
Imaginea superioară prezintă structura moleculei ipotetice Cl 2 O 5 cu un model de sferi și tije. Sferele roșii reprezintă atomii de oxigen, iar sferele verzi reprezintă atomii de clor. Fiecare clor are un mediu piramidal trigonal, deci hibridizarea sa trebuie să fie sp 3 .
Astfel, Cl 2 O 5 molecula poate fi văzută ca două piramide trigonale legate de un atom de oxigen. Dar dacă te uiți cu atenție, o piramidă își orientează atomii de oxigen în jos, cealaltă în plan (spre cititor).
Prin urmare, se presupune că există rotații în O 2 ClO-ClO 2 obligațiuni , ceea ce face molecula relativ dinamic. Rețineți că formula O 2 ClOClO 2 este o modalitate de a reprezenta structura Cl 2 O 5 .
Structura lui Lewis
Structura Lewis pentru ipotetic Cl2O5. Sursa: Gabriel Bolívar.
Până acum, molecula de la sine nu a făcut posibilă descifrarea de ce se datorează instabilitatea ei. Pentru a arunca lumină asupra acestei întrebări, ne întoarcem la structura lui Lewis, descrisă mai sus. Rețineți că, din greșeală, structura poate fi considerată plană, dar în subsecțiunea anterioară s-a clarificat că nu este așa.
De ce ambii atomi de clor au sarcini formale pozitive? Deoarece clorul a rămas o pereche de electroni liberă, care poate fi verificată prin aplicarea teoriei obligațiunilor de la Valencia (care nu se va face aici în simplificare). Astfel, sarcina sa formală este:
C f = 7 - (4 + 2) = 1
Și ce legătură are aceasta cu instabilitatea sa? Ei bine, clorul este considerabil electronegativ și, prin urmare, un purtător rău de sarcini formale pozitive. Acest lucru face ca Cl 2 O 5 să fie o specie foarte acidă, deoarece trebuie să câștige electroni pentru a furniza cererea electronică pentru cele două cloare.
Se întâmplă contrariul cu Br 2 O 5 și I 2 O 5 , oxizi care există în condiții normale. Aceasta deoarece bromul și iodul sunt mai puțin electronegative decât clorul; și, prin urmare, aceștia susțin mai bine taxele formale pozitive.
Izomerii și hidroliza respectivă a acestora
Până în prezent , toate explicația a căzut pe unul dintre cei doi izomeri ai Cl 2 O 5 : O 2 ClOClO 2 . Care este celălalt? De O 3 ClOClO. În acest izomer, clorurile nu au sarcini formale pozitive și, prin urmare, ar trebui să fie o moleculă mai stabilă. Cu toate acestea, ambele O 2 ClOClO 2 și O 3 ClOClO ar suferi reacții de hidroliză:
O 2 Cl-O-ClO 2 + H 2 O => 2O 2 Cl-OH (care nu sunt altceva decât HClO 3 )
O 3 ClO-ClO + H 2 O => O 3 CI-OH (HClO 4 ) + HO-ClO (HClO 2 )
Rețineți că se pot forma până la trei cloruri oxo acizi: HClO 3 , HClO 4 și HClO 2
Nomenclatură
Numele său „oxid de clor (V)” corespunde celui atribuit în conformitate cu nomenclatorul stocului. Cl 2 O 5 poate avea , de asemenea , alte două nume: dicloro pentaoxid și anhidridă clorid, atribuite de nomenclatoare sistematice și tradiționale, respectiv.
Aplicații
Mai degraba decat motivarea studiilor computaționale, Cl 2 O 5 va fi inutil până când este descoperit, izolat, caracterizat, stocate și demonstrat că nu explodeze la cel mai mic contact.
Referințe
- Shiver & Atkins. (2008). Chimie anorganică. (A patra editie). Mc Graw Hill.
- Sandra Luján Quiroga și Luis José Perissinotti. (2011). Oxoacide de clor și structura oxizilor de clor. Chem. Educator, vol. 16.
- Formulare chimică. (2019). Oxid de clor (V). Recuperat de la: formulacionquimica.com
- Linus Pauling. (1988). Chimie generală. Dover Publications, INC., New York.
- Richard C. Ropp. (2013). Enciclopedia compușilor pământului alcalini Elsevier.