- Īpašības
- Hlora oksīda (V) struktūra
- Molekula
- Lūisa struktūra
- Izomēri un to attiecīgā hidrolīze
- Nomenklatūra
- Lietojumprogrammas
- Atsauces
Hlora oksīds (V) ir ļoti nestabils neorganisks savienojums, kura ķīmiskā formula ir Cl 2 O 5 . Tas ir viens no daudzajiem hlora oksīdiem, kuriem raksturīgas molekulāras vai pat radikālas sugas.
Cl 2 O 5 ir atradis dzīvi tikai uz papīra un teorētiskiem aprēķiniem; tomēr tā pastāvēšana nav izslēgta, un ir iespējams, ka dažus tos var raksturot (ar progresīvām spektroskopijas metodēm). Ko no šī oksīda var prognozēt pēc ķīmijas vispārīgajiem jēdzieniem, tas ir, ka tas ir hlorskābes anhidrīds, HClO 3 .
Cl2O5 molekula. Avots: Jynto.
Hlora oksīda (V) hipotētiskā molekula ir parādīta iepriekš. Ņemiet vērā, ka, tā kā tā ir molekula, Cl +5 jonu klātbūtne vispār netiek uzskatīta ; vēl mazāk, ja tai jābūt ar tādu polarizējošu spēku, lai piespiestu skābekli saistīties kovalenti.
Tāpat kā jebkurš nestabils savienojums, tas atbrīvo enerģiju, lai sadalītos stabilākos produktos; process, kas daudzos gadījumos ir eksplozīvs. Kad Cl 2 O 5 sadalās tā izdala clo 2 un O 2 . Tiek teorētiski noteikts, ka ūdenī, atkarībā no Cl 2 O 5 izomēra, var veidoties dažādas hlora okso skābes.
Īpašības
Cl 2 O 5 molārā masa ir 150,9030 g / mol. No šīs masas un tās hipotētiskās molekulas var secināt, ka, ja to varētu izolēt, tas, iespējams, būtu eļļains šķidrums; protams, salīdzinot to ar Cl 2 O 7 fizisko izskatu .
Kaut arī šo hlora oksīdu nevar izdalīt vai raksturot, tas ir skābs, kovalents un tam jābūt arī ar nelielu dipola momentu. Tās skābums ir saprotams, ja analizē tās hidrolīzes ķīmisko vienādojumu:
Cl 2 O 5 + H 2 O 2HClO 3
HClO 3 ir hlorskābe. Apgrieztas reakcijas gadījumā skābi var dehidrēt:
2HClO 3 => Cl 2 O 5 + H 2 O
No otras puses, ja Cl 2 O 5 gandrīz neražo, tas sadalās:
2Cl 2 O 5 => 4ClO 2 + O 2
Tāpēc tā drīzāk ir starpprodukts, nevis oksīds. Tā sadalīšanās jāveic tik ātri (ņemot vērā, ka pat veidojas Cl 2 O 5 ), ka to nevar noteikt ar pašreizējām instrumentālās analīzes metodēm.
Hlora oksīda (V) struktūra
Molekula
Augšējā attēlā parādīta hipotētiskās Cl 2 O 5 molekulas struktūra ar sfēru un stieņu modeli. Sarkanās sfēras apzīmē skābekļa atomus, un zaļās sfēras apzīmē hlora atomus. Katram hloram ir trigonāla piramīdas vide, tāpēc tā hibridizācijai jābūt sp 3 .
Tādējādi Cl 2 O 5 molekulu var uzskatīt par divām trigonālām piramīdām, kuras savieno skābeklis. Bet, ja paskatās uzmanīgi, viena piramīda skābekļa atomus novirza uz leju, otra - no plaknes (lasītāja virzienā).
Tāpēc tiek pieņemts, ka O 2 Cl-O-ClO 2 saitē notiek rotācijas , padarot molekulu samērā dinamisku. Ņemiet vērā, ka formula O 2 ClOClO 2 ir veids, kā attēlot Cl 2 O 5 struktūru .
Lūisa struktūra
Lūisa struktūra hipotētiskajam Cl2O5. Avots: Gabriel Bolívar.
Līdz šim molekula pati par sevi nav ļāvusi atšifrēt, kāpēc ir nepieciešama tās nestabilitāte. Lai izpētītu šo jautājumu, mēs pievēršamies tā Lūisa struktūrai, kas parādīta iepriekš. Ņemiet vērā, ka kļūdaini var uzskatīt, ka struktūra ir līdzena, bet iepriekšējā apakšnodaļā tika paskaidrots, ka tā nav.
Kāpēc abiem hlora atomiem ir pozitīvas formālās lādiņas? Tā kā hloram ir palicis brīvs elektronu pāris, par ko var pārliecināties, piemērojot Valensijas Bonda teoriju (kas šeit netiks veikts vienkāršošanas nolūkos). Tādējādi tā formālā slodze ir:
C f = 7 - (4 + 2) = 1
Un kāds tam sakars ar tā nestabilitāti? Hlors ir ievērojami elektronegatīvs, un tāpēc tas ir slikts pozitīvu formālo lādiņu nesējs. Tas padara Cl 2 O 5 par ļoti skābu sugu, jo tai jāiegūst elektroni, lai nodrošinātu divu hloru elektronisko pieprasījumu.
Pretēji notiek ar Br 2 O 5 un I 2 O 5 oksīdiem, kas pastāv normālos apstākļos. Tas ir tāpēc, ka gan broms, gan jods ir mazāk elektronegatīvi nekā hlors; un tāpēc viņi labāk atbalsta pozitīvo formālo lādiņu.
Izomēri un to attiecīgā hidrolīze
Pagaidām viss izskaidrojums ir krities uz vienu no diviem Cl 2 O 5 izomēriem : O 2 ClOClO 2 . Kurš ir otrs? O 3 ClOClO. Šajā izomērā hloriem trūkst pozitīvu formālo lādiņu, un tāpēc tiem vajadzētu būt stabilākām molekulām. Tomēr gan O 2 ClOClO 2, gan O 3 ClOClO jāveic hidrolīzes reakcijas:
O 2 Cl-O-ClO 2 + H 2 O => 2 O 2 Cl-OH (kas nav nekas vairāk kā HClO 3 )
O 3 Cl-O-ClO + H 2 O => O 3 Cl-OH (HClO 4 ) + HO-ClO (HClO 2 )
Ņemiet vērā, ka var veidoties līdz trim hlora okso skābēm: HClO 3 , HClO 4 un HClO 2
Nomenklatūra
Tās nosaukums “hlora oksīds (V)” atbilst nosaukumam, kas piešķirts saskaņā ar krājumu nomenklatūru. Cl 2 O 5 var būt arī divi citi nosaukumi: dihlorpentaoksīds un hlora anhidrīds, ko attiecīgi piešķir sistemātiskā un tradicionālā nomenklatūra.
Lietojumprogrammas
Tā vietā, lai motivētu skaitļošanas pētījumus, Cl 2 O 5 būs bezjēdzīgi, līdz tas tiks atklāts, izolēts, raksturots, glabāts un parādīts, ka tas nesprāgs uz mazākā kontakta.
Atsauces
- Šiveris un Atkins. (2008). Neorganiskā ķīmija. (Ceturtais izdevums). Mc Graw Hill.
- Sandra Lujāna Kiroga un Luiss Hosē Perissinotti. (2011). Hlorskābes un dihlora oksīdu struktūra. Ķīmiskais pedagogs, 16. sēj.
- Ķīmiskais sastāvs. (2019. gads). Hlora oksīds (V). Atgūts no: formulacionquimica.com
- Linuss Paulings. (1988). Vispārīgā ķīmija. Dover Publications, INC., Ņujorka.
- Ričards C. Ropps. (2013). Sārmzemju savienojumu enciklopēdija. ElSevier.