Tlenku chloru (III) jest nieorganiczny związek o wzorze chemicznym Cl 2 O 3 . Odpowiada bezwodnikowi kwasu chlorawego, HClO 2 . Jest to ciemnobrązowe ciało stałe, silnie wybuchowe nawet w temperaturach poniżej 0ºC i słabo scharakteryzowane. Dlatego jest przedmiotem zainteresowania informatyki.
Pod względem chemicznym jest tlenkiem kowalencyjnym, więc są wiązania Cl-O i dyskretna cząsteczka Cl 2 O 3 (dolny obraz). Wspomniana cząsteczka może być też utworzony przez odwodnienie HCIO 2 , albo poddając go fotolizie w niskich temperaturach. Szczegół jest taki, że rozkłada się tworząc Cl 2 , O 2 lub inne stabilne termodynamicznie tlenki chloru.
Cząsteczka trójtlenku dichloro. Źródło: Jynto.
Ponieważ wiązania Cl-O są słabo polarne, cząsteczka Cl 2 O 3 ma mały moment dipolowy; dlatego nie rozpuszcza się dobrze w wodzie ani nie oddziałuje z innymi polarnymi rozpuszczalnikami. Jego niestabilność jest taka, że nie jest znany do celów komercyjnych lub potencjalnych zastosowań (ani jego zastosowanie jako materiału wybuchowego nie byłoby opłacalne).
Głównym powodem jego niestabilności mogą być elektroniczne właściwości domniemanego Cl 3+ (przy założeniu czysto jonowego charakteru). W rzeczywistości jego stopnie utlenienia +1 i +5 są najbardziej stabilne, gdy chlor tworzy związki z tlenem.
Nieruchomości
Ponieważ jego charakterystyka jest słaba i słabo udokumentowana, nie ma wiele do powiedzenia na temat jego właściwości, z wyjątkiem następujących punktów:
-Ma masę cząsteczkową 118,903.
-Jest to jednolity ciemny brąz; chociaż może sublimować gazowy chlor, wydzielając żółtawo-zielone opary.
-Nie ma punktów wrzenia i topnienia, ponieważ wybucha w temperaturze 0ºC (a także w niższych temperaturach).
-Jego rozpuszczalność w wodzie szacuje się na około 3,42 g / 100 ml, co świadczy o tym, że jest to cząsteczka kowalencyjna o niskiej polarności.
-Reaguje z wodą (trochę, która się rozpuszcza), aby stać się HClO 2 :
Cl 2 O 3 + H 2 O <=> 2HClO 2
Struktura tlenku chloru (III)
Obraz przedstawia strukturę molekularną Cl 2 O 3 z modelem kulek i słupków. Chociaż na pierwszy rzut oka może się tak nie wydawać, niewypowiedziane konsekwencje jego powiązań i układów przestrzennych są bardziej skomplikowane, niż się wydaje. Ta struktura odpowiada jednemu z wielu możliwych izomerów tego związku.
Czerwone kule odpowiadają atomom tlenu, a zielone - atomom chloru. Chlor po lewej ma trójkątną geometrię piramidy z parą wolnych elektronów; więc można założyć, że ich hybrydyzacja musi być sp 3 . Atom tlenu działa jako pomost między dwoma chlorkami, Cl-O-Cl.
Izomery
Jakie są inne izomery? Teoretycznie obliczanych jest dziewięć, z których cztery są najbardziej stabilne (w tym ten na obrazie). Pozostałe trzy miałyby struktury takie jak:
-ClClO 3 . Bardzo podobny do wyjaśnionego, ale z wiązaniem Cl-Cl.
-ClOOOCl (1). W tym izomerze znajduje się mostek trzech atomów tlenu, które oddzielają dwa atomy chloru (pamiętaj o geometrii kątowej H 2 O, aby ją zwizualizować).
-ClOOOCl (2). Ten sam utleniony mostek jest również obecny w tym izomerze, z wyjątkiem tego, że dwa atomy chloru są zaćmione w przestrzeni; jeden naprzeciw drugiego, podczas gdy w powyższym izomerze są odlegle.
Nomenklatura
Jego nazwa, tlenek chloru (III), odpowiada nazwie przypisanej zgodnie z nomenklaturą zapasów. Tutaj zakłada się, że chlor ma stopień utlenienia +3; ale nie oznacza to, że może być obecny kation Cl 3+ . To cząsteczka, a nie sieć jonów.
Inną nazwą, pod którą znany jest również Cl 2 O 3, jest trójtlenek dichloro, zgodnie z systematyczną nomenklaturą.
I wreszcie, nie tak powszechne (mimo że rządzi się tradycyjną nomenklaturą), istnieje nazwa bezwodnik chlorowy odnoszący się do tego związku. Nazwa ta wynika z faktu, że, jak już wyjaśniono, Cl 2 O 3 powstaje, gdy HClO 2 skrapla się, uwalniając wodę.
Aplikacje
Ponieważ jest to tlenek chloru, najbardziej bezpośrednim zastosowaniem, o jakim można by pomyśleć dla Cl 2 O 3, jest utleniacz zdolny do neutralizacji zanieczyszczeń organicznych i mikroorganizmów. Jest jednak bardzo niestabilny, a także wybuchowy, więc nie jest uważany za przydatny do tego celu.
Na pewno nie ma informacji o tym, jak Cl 2 O 3 zachowywałby się pod olbrzymim ciśnieniem (gdyby nie wybuchł w procesie). W normalnych warunkach wydaje się być niczym więcej jak stosunkowo stabilnym i dającym się rozróżnić półproduktem między innymi bardziej stabilnymi tlenkami chloru.
Jednak pod względem obliczeniowym przeprowadzono badania w celu określenia mechanizmów wolnych rodników obejmujących różne rodzaje chloru i tlenu.
Bibliografia
- Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. (Czwarta edycja). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Tritlenek chloru. Odzyskane z: en.wikipedia.org
- Dale L. Perry. (2011). Podręcznik związków nieorganicznych. (Druga edycja). CRC Press Taylor & Francis Group.
- Richard C. Ropp. (2013). Encyklopedia związków ziem alkalicznych. ElSevier.
- Kim KH, Han YK i Lee YS (1999). Podstawowy wpływ na stabilność izomerów Cl2O3 przy użyciu metod B3P86 i B3LYP teorii funkcjonału gęstości. Journal of Molecular Structure THEOCHEM 460 (1-3): 19–25.