Các oxit clo (III) là một hợp chất vô cơ với công thức hóa học Cl 2 O 3 . Tương ứng với anhydrit axit cloro, HClO 2 . Nó là một chất rắn màu nâu sẫm, rất dễ nổ ngay cả ở nhiệt độ dưới 0ºC và có đặc điểm kém. Đó là lý do tại sao nó là chủ đề quan tâm của các nghiên cứu tính toán.
Về mặt hóa học, nó là một oxit cộng hóa trị nên có các liên kết Cl-O và phân tử Cl 2 O 3 rời rạc (hình dưới). Phân tử đã nói có thể được tạo thành bằng cách khử nước HClO 2 , hoặc bằng cách cho nó quang phân ở nhiệt độ thấp. Chi tiết là nó bị phân hủy tạo ra Cl 2 , O 2 , hoặc các oxit clo khác bền nhiệt động.
Phân tử đioxit trioxit. Nguồn: Jynto.
Vì liên kết Cl-O kém phân cực nên phân tử Cl 2 O 3 có momen lưỡng cực nhỏ; do đó, nó không hòa tan tốt trong nước hoặc tương tác với các dung môi phân cực khác. Tính không ổn định của nó là nó không có mục đích sử dụng thương mại hoặc tiềm năng đã biết (cũng như khả năng ứng dụng của nó sẽ không khả thi như một chất nổ).
Lý do chính cho sự không ổn định của nó có thể là do các đặc tính điện tử của Cl 3+ được cho là (giả định là đặc tính ion thuần túy). Trên thực tế, trạng thái oxy hóa +1 và +5 của nó là ổn định nhất khi clo tạo hợp chất với oxy.
Tính chất
Bởi vì đặc tính của nó kém và được ghi chép ít, không có nhiều điều để nói về các đặc tính của nó ngoại trừ những điểm sau:
-Nó có phân tử khối là 118,903.
- Có màu nâu sẫm đặc; mặc dù nó có thể làm thăng hoa clo ở dạng khí, tạo ra hơi màu vàng lục.
-Nó thiếu cả điểm sôi và điểm nóng chảy, vì nó nổ ở 0ºC (và ở nhiệt độ lạnh hơn).
- Độ hòa tan của nó trong nước được ước tính vào khoảng 3,42 g / 100 mL, điều này chứng tỏ rằng nó là một phân tử cộng hóa trị có độ phân cực thấp.
- Phản ứng với nước (ít tan) thành HClO 2 :
Cl 2 O 3 + H 2 O <=> 2HClO 2
Cấu trúc của clo (III) oxit
Hình ảnh cho thấy cấu trúc phân tử của Cl 2 O 3 với mô hình hình cầu và thanh. Mặc dù thoạt nhìn nó có thể không giống như vậy, nhưng hàm ý bất thành văn của các liên kết và sự sắp xếp không gian của nó phức tạp hơn những gì chúng xuất hiện. Cấu trúc này tương ứng với một trong nhiều đồng phân có thể có của hợp chất này.
Các quả cầu màu đỏ tương ứng với các nguyên tử oxy, và các quả cầu màu xanh lá cây tương ứng với các nguyên tử clo. Clo ở bên trái có dạng hình chóp tam giác, với một cặp electron tự do; nên có thể cho rằng phép lai của chúng phải là sp 3 . Nguyên tử oxy đóng vai trò là cầu nối giữa hai clo, Cl-O-Cl.
Chất đồng phân
Các đồng phân khác là gì? Về lý thuyết, chín điểm được tính toán, trong đó bốn cái ổn định nhất (bao gồm cả cái trong ảnh). Ba cấu trúc khác sẽ có cấu trúc như:
-ClClO 3 . Rất giống với giải thích, nhưng với một liên kết Cl-Cl.
-ClOOOCl (1). Trong đồng phân này có một cầu nối ba oxi ngăn cách hai nguyên tử clo (nhớ hình học góc của H 2 O để hình dung).
-ClOOOCl (2). Cầu oxy tương tự cũng có trong đồng phân này, ngoại trừ hai nguyên tử clo bị che khuất trong không gian; một đối diện với nhau, trong khi đồng phân trên chúng là xa nhau.
Danh pháp
Tên của nó, oxit clo (III), tương ứng với tên được chỉ định theo danh pháp cổ phiếu. Ở đây người ta cho rằng clo có trạng thái oxi hóa +3; nhưng không có nghĩa là cation Cl 3+ có thể có mặt. Nó là một phân tử, không phải là một mạng lưới các ion.
Một tên khác mà Cl 2 O 3 còn được gọi là dichloro trioxide, theo danh pháp hệ thống.
Và cuối cùng, không quá phổ biến (mặc dù được điều chỉnh bởi danh pháp truyền thống), có cái tên anhydrit clo để chỉ hợp chất này. Tên này là do, như đã giải thích, Cl 2 O 3 được tạo ra khi HClO 2 ngưng tụ, giải phóng nước.
Các ứng dụng
Vì nó là một oxit clo, nên công dụng tức thì nhất có thể nghĩ đến đối với Cl 2 O 3 là làm chất oxy hóa, có khả năng trung hòa các tạp chất hữu cơ và vi khuẩn. Tuy nhiên, nó rất không ổn định, cũng như dễ nổ, vì vậy nó thậm chí không được coi là hữu ích cho mục đích này.
Chắc chắn không có thông tin nào về việc Cl 2 O 3 sẽ hoạt động như thế nào dưới áp suất cực lớn (nếu nó không phát nổ trong quá trình này). Trong điều kiện bình thường, nó dường như không hơn gì một chất trung gian tương đối ổn định và có thể phân biệt được giữa các oxit clo khác ổn định hơn.
Tuy nhiên, về mặt tính toán, nó đã được nghiên cứu để xác định cơ chế gốc tự do liên quan đến các loại clo và oxy khác nhau.
Người giới thiệu
- Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa học vô cơ. (Tái bản lần thứ tư). Đồi Mc Graw.
- Wikipedia. (2019). Dioxit trioxit. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
- Dale L. Perry. (2011). Sổ tay hợp chất vô cơ. (Phiên bản thứ hai). CRC Press Taylor & Francis Group.
- Richard C. Ropp. (2013). Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. ElSevier.
- Kim KH, Han YK và Lee YS (1999). Cơ sở ảnh hưởng đến độ ổn định của các đồng phân Cl2O3 bằng cách sử dụng phương pháp B3P86 và B3LYP của lý thuyết hàm mật độ. Tạp chí Cấu trúc phân tử THEOCHEM 460 (1-3): 19-25.