Hlora oksīds (III) ir neorganisks savienojums ar ķīmiskā formula Cl 2 O 3 . Atbilst hlorskābes anhidrīdam, HClO 2 . Tā ir tumši brūna cieta viela, ļoti sprādzienbīstama pat temperatūrā zem 0ºC un slikti raksturota. Tieši tāpēc tas ir interese par skaitļošanas studijām.
Ķīmiski tas ir kovalents oksīds, tāpēc ir Cl-O saites un diskrēta Cl 2 O 3 molekula (apakšējais attēls). Said molekula var būt vai nu veidojas, atdalot HClO 2 , vai, pakļaujot to fotolīzi zemās temperatūrās. Daļa ir tāda, ka tas sadalās, veidojot Cl 2 , O 2 vai citus termodinamiski stabilus hlora oksīdus.
Dihlora trioksīda molekula. Avots: Jynto.
Tā kā Cl-O saites ir vāji polāras, Cl 2 O 3 molekulai ir mazs dipola moments; tāpēc tas labi neizšķīst ūdenī un nedarbojas mijiedarbībā ar citiem polārajiem šķīdinātājiem. Tā nestabilitāte ir tāda, ka nav zināms par komerciālu vai potenciālu pielietojumu (kā arī tā pielietojamība nebūtu dzīvotspējīga kā sprāgstviela).
Galvenais tās nestabilitātes iemesls var būt šķietamā Cl 3+ elektroniskās īpašības (pieņemot, ka tā ir tīri jonizējoša). Faktiski tā +1 un +5 oksidācijas stāvokļi ir visstabilākie, ja hlors veido savienojumus ar skābekli.
Īpašības
Tā kā tā raksturojums ir vājš un vāji dokumentēts, par tā īpašībām nav daudz ko teikt, izņemot šādus punktus:
-Tas molekulmasa ir 118,903.
-Tas ir ciets tumši brūns; kaut arī tas var sublimēt gāzveida hloru, izdalot dzeltenīgi zaļus tvaikus.
- Tam nav gan viršanas, gan kušanas temperatūras, jo tas eksplodē 0ºC (un arī aukstākā temperatūrā).
Tiek lēsts, ka tā šķīdība ūdenī ir aptuveni 3,42 g / 100 ml, kas pierāda, ka tā ir zemas polaritātes kovalenta molekula.
-Reaģē ar ūdeni (mazo, kas izšķīst), lai kļūtu par HClO 2 :
Cl 2 O 3 + H 2 O <=> 2HClO 2
Hlora (III) oksīda struktūra
Attēlā parādīta Cl 2 O 3 molekulārā struktūra ar sfērisko un stieņu modeli. Lai arī tas no pirmā acu uzmetiena var netikt parādīts, tā saišu un telpiskā izvietojuma neizteiktās sekas ir daudz sarežģītākas, nekā šķiet. Šī struktūra atbilst vienam no daudzajiem šī savienojuma iespējamajiem izomēriem.
Sarkanās sfēras atbilst skābekļa atomiem, bet zaļās sfēras - hlora atomiem. Hloram kreisajā pusē ir trigonālās piramīdas ģeometrija ar brīvu elektronu pāri; tāpēc var pieņemt, ka to hibridizācijai jābūt sp 3 . Skābekļa atoms darbojas kā tilts starp diviem hloriem, Cl-O-Cl.
Izomēri
Kādi ir citi izomēri? Teorētiski tiek aprēķināti deviņi, no kuriem četri ir visstabilākie (ieskaitot vienu attēlā). Pārējiem trim būtu tādas struktūras kā:
-ClClO 3 . Ļoti līdzīgs izskaidrotajam, bet ar Cl-Cl saiti.
-ClOOOCl (1). Šajā izomērā ir trīs skābekļa tilts, kas atdala divus hlora atomus (atcerieties H 2 O leņķisko ģeometriju, lai to vizualizētu).
-ClOOOCl (2). Tas pats skābekļa piemaisījums atrodas arī šajā izomērā, izņemot to, ka divi hlora atomi ir aizēnoti telpā; viens pret otru, kamēr iepriekšminētajā izomērā tie ir tālu.
Nomenklatūra
Tās nosaukums, hlora oksīds (III), atbilst nosaukumam, kas piešķirts saskaņā ar krājumu nomenklatūru. Šeit tiek pieņemts, ka hlora oksidācijas stāvoklis ir +3; bet tas nenozīmē, ka var būt Cl 3+ katjons . Tā ir molekula, nevis jonu tīkls.
Vēl viens nosaukums, ar kuru zināms arī Cl 2 O 3, ir dihlora trioksīds saskaņā ar sistemātisko nomenklatūru.
Visbeidzot, ne tik bieži (neskatoties uz to, ka tos regulē tradicionālā nomenklatūra), ir nosaukums hlora anhidrīds, kas attiecas uz šo savienojumu. Šis nosaukums ir saistīts ar faktu, ka, kā jau tika paskaidrots, Cl 2 O 3 tiek ražots, kad HClO 2 kondensējas, atbrīvojot ūdeni.
Lietojumprogrammas
Tā kā tas ir hlora oksīds, visvienkāršākā Cl 2 O 3 lietošana varētu būt oksidētājs, kas spēj neitralizēt organiskos piemaisījumus un mikrobus. Tomēr tas ir ļoti nestabils, kā arī sprādzienbīstams, tāpēc pat netiek uzskatīts par noderīgu šim nolūkam.
Protams, nav informācijas par to, kā Cl 2 O 3 izturētos milzīga spiediena ietekmē (ja process tajā nesprāgst). Normālos apstākļos tas nav nekas vairāk kā relatīvi stabils un atšķirīgs starpposms starp citiem stabilākiem hlora oksīdiem.
Tomēr skaitliski ir pētīts, lai noteiktu brīvo radikāļu mehānismus, iesaistot dažādas hlora un skābekļa sugas.
Atsauces
- Šiveris un Atkins. (2008). Neorganiskā ķīmija. (Ceturtais izdevums). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019. gads). Dihlora trioksīds. Atgūts no: en.wikipedia.org
- Dale L. Perry. (2011). Neorganisko savienojumu rokasgrāmata. (otrais izdevums). CRC Press Taylor & Francis grupa.
- Ričards C. Ropps. (2013). Sārmzemju savienojumu enciklopēdija. ElSevier.
- Kim KH, Han YK un Lee YS (1999). Pamatinformācija par Cl2O3 izomēru stabilitāti, izmantojot blīvuma funkcionālās teorijas metodes B3P86 un B3LYP. Žurnāls par molekulāro struktūru THEOCHEM 460 (1-3): 19-25.