Klor oksid (III) anorganska spojina s kemijsko formulo Cl 2 O 3 . Ustreza anhidridu klorove kisline HClO 2 . Je temno rjava trdna snov, zelo eksplozivna tudi pri temperaturah pod 0 ° C in slabo značilna. Zato je predmet računalniških študij predmet zanimanja.
Kemično gre za kovalentni oksid, zato obstajajo Cl-O vezi in diskretna molekula Cl 2 O 3 (spodnja slika). Omenjeno molekulo lahko tvorimo z dehidracijo HClO 2 ali pa jo podvržemo fotolizi pri nizkih temperaturah. Detajl je, da razpade proizvajajo Cl 2 , O 2 ali drugih termodinamično stabilne klor okside.
Molekul dikloro trioksida. Vir: Jynto.
Ker so Cl-O vezi slabo polarne, ima molekula Cl 2 O 3 majhen dipolni moment; zato se ne raztopi dobro v vodi ali ne deluje z drugimi polarnimi topili. Njena nestabilnost je taka, da ni znana za komercialne ali potencialne namene (niti njena uporabnost ne bi bila uporabna kot eksploziv).
Glavni razlog za njegovo nestabilnost je lahko posledica elektronskih značilnosti domnevnega Cl 3+ (ob predpostavki čisto ionskega značaja). Pravzaprav sta njegova oksidacija +1 in +5 najbolj stabilna, kadar klor tvori spojine s kisikom.
Lastnosti
Ker je njegova karakterizacija slaba in slabo dokumentirana, o njenih lastnostih ni veliko povedati, razen o naslednjih točkah:
-Molekularna masa je 118.903.
-To je trdna temno rjava; čeprav lahko sublimira plinasti klor, ki oddaja rumenkasto zelene hlape.
-Postaja mu vrelišča in tališča, saj eksplodira pri 0 ° C (in tudi pri hladnejših temperaturah).
-Posoji, da je topnost v vodi približno 3,42 g / 100 ml, kar dokazuje, da gre za kovalentno molekulo z nizko polarnostjo.
-Vide z vodo (malo, kar se raztopi), da postane HClO 2 :
Cl 2 O 3 + H 2 O <=> 2HClO 2
Struktura klorovega (III) oksida
Slika prikazuje molekularno strukturo Cl 2 O 3 z modelom sfer in palic. Čeprav se na prvi pogled morda ne zdi tako, so neizrečene posledice njegovih povezav in prostorske ureditve bolj zapletene, kot se zdijo. Ta struktura ustreza enemu od številnih možnih izomerov te spojine.
Rdeče krogle ustrezajo atomom kisika, zelene pa klorovim atomom. Klor na levi ima trigonalno piramidno geometrijo s parom prostih elektronov; zato lahko sklepamo, da mora biti njihova hibridizacija sp 3 . Atom kisika deluje kot most med obema kloroma, Cl-O-Cl.
Izomeri
Kateri so drugi izomeri? Teoretično se izračuna devet, od tega so štirje najbolj stabilni (vključno s tistim na sliki). Ostali trije bi imeli strukture, kot so:
-ClClO 3 . Zelo podobno kot je razloženo, vendar z vezjo Cl-Cl.
-ClOOOCl (1). V tem izomera je most treh kisiki, ki ločujejo dva atoma klora (spomnimo kotno geometrijo H 2 O, da se vizualno).
-ClOOOCl (2). Isti most s kisikom je prisoten tudi v tem izomerju, le da sta oba atoma klora v prostoru pomračena; drug proti drugemu, medtem ko so v zgornjem izomerju oddaljeni.
Nomenklatura
Ime, klorov oksid (III), ustreza imenu, dodeljenemu v skladu z nomenklaturo zalog. Tu se domneva, da ima klor oksidacijsko stanje +3; vendar to ne pomeni, da je lahko prisoten kation Cl 3+ . To je molekula, ne mreža ionov.
Drugo ime, po katerem je poznan tudi Cl 2 O 3 , je dikloro trioksid v skladu s sistematično nomenklaturo.
In končno, ne tako pogost (kljub temu, da ga ureja tradicionalna nomenklatura), je ime kloridni anhidrid, ki se nanaša na to spojino. To ime je posledica dejstva, da, kot je bilo že pojasnjeno, Cl 2 O 3 nastane, ko se HClO 2 kondenzira in sprosti vodo.
Prijave
Ker gre za klorov oksid, je za Cl 2 O 3 mogoče najti takojšnjo uporabo kot oksidacijsko sredstvo, ki lahko nevtralizira organske nečistoče in mikrobe. Vendar je zelo nestabilen, pa tudi eksploziven, zato ga v ta namen sploh ne štejemo za koristnega.
Zagotovo ni podatkov o tem, kako bi se Cl 2 O 3 obnašal pod ogromnim pritiskom (če v procesu ne bi eksplodiral). V normalnih pogojih se zdi, da ni nič drugega kot razmeroma stabilen in razločljiv vmesni spoj med drugimi bolj stabilnimi klorovimi oksidi.
Računalniško pa je bilo raziskano, da se določijo mehanizmi prostih radikalov, ki vključujejo različne vrste klora in kisika.
Reference
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. (Četrta izdaja). Mc Graw Hill.
- Wikipedija. (2019). Diklorin trioksid. Pridobljeno: en.wikipedia.org
- Dale L. Perry. (2011). Priročnik anorganskih spojin. (druga izdaja). CRC Press Taylor & Francis Group.
- Richard C. Ropp. (2013). Enciklopedija alkalnih zemeljskih spojin. ElSevier.
- Kim KH, Han YK in Lee YS (1999). Osnove so določile učinke na stabilnost izomerov Cl2O3 z uporabo metod B3P86 in B3LYP teorije funkcionalne gostote. Časopis za molekularno strukturo THEOCHEM 460 (1-3): 19–25.