- Tính chất
- Cấu trúc của oxit clo (V)
- Phân tử
- Cấu trúc Lewis
- Đồng phân và sự thủy phân tương ứng của chúng
- Danh pháp
- Các ứng dụng
- Người giới thiệu
Các oxit clo (V) là một hợp chất vô cơ rất không ổn định có công thức hóa học là Cl 2 O 5 . Nó là một trong nhiều oxit clo, có đặc điểm là phân tử, hoặc thậm chí là dạng gốc.
Cl 2 O 5 chỉ tìm thấy sự sống trên giấy và những tính toán lý thuyết; tuy nhiên, sự tồn tại của nó vẫn chưa bị loại trừ và có khả năng một số có thể được đặc trưng (bằng các kỹ thuật quang phổ tiên tiến). Điều có thể dự đoán từ các khái niệm hóa học chung của oxit này là nó là anhydrit của axit cloric, HClO 3 .
Phân tử Cl2O5. Nguồn: Jynto.
Phân tử giả thiết của oxit clo (V) được hiển thị ở trên. Lưu ý rằng vì nó là một phân tử, sự hiện diện của ion Cl +5 hoàn toàn không được xem xét ; thậm chí ít hơn khi nó phải có một sức mạnh phân cực như vậy để buộc oxy liên kết cộng hóa trị.
Giống như bất kỳ hợp chất không ổn định nào, nó giải phóng năng lượng để phân hủy thành các sản phẩm ổn định hơn; trong nhiều trường hợp có thể gây nổ. Khi Cl 2 O 5 bị phân hủy, nó giải phóng ClO 2 và O 2 . Người ta cho rằng trong nước, tùy thuộc vào đồng phân của Cl 2 O 5 , các axit oxo clo khác nhau có thể hình thành.
Tính chất
Khối lượng mol của Cl 2 O 5 là 150,9030 g / mol. Từ khối lượng này và phân tử giả thuyết của nó, có thể phỏng đoán rằng nếu có thể cô lập nó, nó có thể sẽ là một chất lỏng nhờn; tất nhiên, so sánh nó với ngoại hình vật lý của Cl 2 O 7 .
Mặc dù nó không thể được phân lập hoặc đặc trưng, oxit clo này có tính axit, cộng hóa trị và cũng phải có một mômen lưỡng cực nhỏ. Tính axit của nó có thể hiểu được nếu phân tích phương trình hóa học của quá trình thủy phân của nó:
Cl 2 O 5 + H 2 O 2HClO 3
HClO 3 là axit cloric. Phản ứng ngược sẽ dẫn đến trường hợp axit có thể bị khử nước:
2HClO 3 => Cl 2 O 5 + H 2 O
Mặt khác, khi Cl 2 O 5 hầu như không được tạo ra, nó bị phân hủy:
2Cl 2 O 5 => 4ClO 2 + O 2
Do đó, nó là một loài trung gian chứ không phải là một oxit. Sự phân hủy của nó phải quá nhanh (coi như Cl 2 O 5 thậm chí đã được hình thành ), đến mức nó chưa được phát hiện bằng các kỹ thuật phân tích thiết bị hiện hành.
Cấu trúc của oxit clo (V)
Phân tử
Hình ảnh trên cho thấy cấu trúc của phân tử Cl 2 O 5 giả định với mô hình hình cầu và hình que. Các quả cầu màu đỏ tượng trưng cho các nguyên tử oxy và các quả cầu màu xanh lá cây tượng trưng cho các nguyên tử clo. Mỗi clo đều có môi trường hình chóp tam giác nên phép lai của nó phải là sp 3 .
Như vậy, phân tử Cl 2 O 5 có thể được xem như hai hình chóp tam giác liên kết với nhau bằng một oxi. Nhưng nếu bạn quan sát kỹ, một kim tự tháp hướng các nguyên tử oxy của nó xuống dưới, kim tự tháp kia hướng ra ngoài mặt phẳng (về phía người đọc).
Do đó người ta cho rằng có sự quay trong liên kết O 2 Cl-O-ClO 2 , làm cho phân tử tương đối động. Lưu ý rằng công thức O 2 ClOClO 2 là một cách biểu diễn cấu trúc của Cl 2 O 5 .
Cấu trúc Lewis
Cấu trúc Lewis cho Cl2O5 giả định. Nguồn: Gabriel Bolívar.
Cho đến nay, bản thân phân tử vẫn chưa thể giải mã được lý do tại sao tính không ổn định của nó. Để làm sáng tỏ câu hỏi này, chúng ta chuyển sang cấu trúc Lewis của nó, được mô tả ở trên. Lưu ý rằng cấu trúc có thể bị nhầm tưởng là phẳng, nhưng trong phần phụ trước, nó đã được làm rõ rằng nó không phải.
Tại sao cả hai nguyên tử clo đều có điện tích dương? Bởi vì clo có một cặp electron tự do còn lại, điều này có thể được xác minh bằng cách áp dụng Lý thuyết liên kết Valencia (sẽ không được thực hiện ở đây cho mục đích đơn giản hóa). Do đó, tải trọng chính thức của nó là:
C f = 7 - (4 + 2) = 1
Và điều này có liên quan gì đến sự bất ổn của nó? Chà, clo có độ âm điện đáng kể, và do đó là chất mang điện tích dương xấu. Điều này làm cho Cl 2 O 5 trở thành một loại có tính axit cao, vì nó cần thu được điện tử để cung cấp nhu cầu điện tử cho hai clo.
Điều ngược lại xảy ra với Br 2 O 5 và I 2 O 5 , các oxit tồn tại ở điều kiện thường. Điều này là do cả brom và iot đều có độ âm điện nhỏ hơn clo; và do đó, chúng hỗ trợ tốt hơn phí chính thức dương.
Đồng phân và sự thủy phân tương ứng của chúng
Cho đến nay, tất cả lời giải thích thuộc về một trong hai đồng phân của Cl 2 O 5 : O 2 ClOClO 2 . Cái nào là cái khác? Các O 3 ClOClO. Trong đồng phân này, clo thiếu điện tích dương, và do đó phải là một phân tử ổn định hơn. Tuy nhiên, cả O 2 ClOClO 2 và O 3 ClOClO đều phải trải qua các phản ứng thủy phân:
O 2 Cl-O-ClO 2 + H 2 O => 2O 2 Cl-OH (không khác gì HClO 3 )
O 3 Cl-O-ClO + H 2 O => O 3 Cl-OH (HClO 4 ) + HO-ClO (HClO 2 )
Lưu ý rằng có thể tạo thành tối đa ba axit oxo clo: HClO 3 , HClO 4 và HClO 2
Danh pháp
Tên của nó 'oxit clo (V)' tương ứng với tên được chỉ định theo danh pháp cổ phiếu. Cl 2 O 5 cũng có thể có hai tên khác: dichloro pentaoxide và chloric anhydride, được chỉ định theo danh pháp hệ thống và truyền thống, tương ứng.
Các ứng dụng
Thay vì thúc đẩy các nghiên cứu tính toán, Cl 2 O 5 sẽ vô dụng cho đến khi nó được phát hiện, cô lập, đặc trưng, lưu trữ và cho thấy không phát nổ khi tiếp xúc nhỏ nhất.
Người giới thiệu
- Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa học vô cơ. (Tái bản lần thứ tư). Đồi Mc Graw.
- Sandra Luján Quiroga và Luis José Perissinotti. (2011). Các oxit của clo và cấu trúc của các oxit đichlo. Nhà giáo dục Chem, Tập 16.
- Công thức hóa học. (2019). Oxit clo (V). Phục hồi từ: formulacionquimica.com
- Linus Pauling. (Năm 1988). Hóa học nói chung. Dover Publications, INC., New York.
- Richard C. Ropp. (2013). Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. ElSevier.