Das Chloroxid (III) ist eine anorganische Verbindung mit der chemischen Formel Cl 2 O 3 . Entspricht Chlorsäureanhydrid, HClO 2 . Es ist ein dunkelbrauner Feststoff, der selbst bei Temperaturen unter 0 ° C hochexplosiv und schlecht charakterisiert ist. Deshalb ist es das Thema, das für Computerstudien von Interesse ist.
Chemisch gesehen ist es ein kovalentes Oxid, daher gibt es Cl-O-Bindungen und ein diskretes Cl 2 O 3 -Molekül (unteres Bild). Das Molekül kann entweder durch Dehydratisieren von HClO 2 oder durch Photolyse bei niedrigen Temperaturen gebildet werden. Das Detail ist, dass es sich unter Bildung von Cl 2 , O 2 oder anderen thermodynamisch stabilen Chloroxiden zersetzt .
Dichlortrioxidmolekül. Quelle: Jynto.
Da Cl-O-Bindungen schlecht polar sind, hat das Cl 2 O 3 -Molekül ein kleines Dipolmoment; Daher löst es sich nicht gut in Wasser und interagiert nicht mit anderen polaren Lösungsmitteln. Seine Instabilität ist derart, dass es weder für kommerzielle oder potenzielle Zwecke bekannt ist (noch seine Anwendbarkeit als Explosivstoff realisierbar wäre).
Der Hauptgrund für seine Instabilität kann in den elektronischen Eigenschaften des angenommenen Cl 3+ liegen (unter der Annahme eines rein ionischen Charakters). Tatsächlich sind seine Oxidationsstufen +1 und +5 am stabilsten, wenn Chlor mit Sauerstoff Verbindungen bildet.
Eigenschaften
Da seine Charakterisierung schlecht und schlecht dokumentiert ist, gibt es außer den folgenden Punkten nicht viel zu seinen Eigenschaften zu sagen:
-Es hat eine Molmasse von 118,903.
-Es ist ein festes Dunkelbraun; obwohl es gasförmiges Chlor sublimieren kann und gelblich grüne Dämpfe abgibt.
-Es fehlen sowohl Siede- als auch Schmelzpunkte, da es bei 0 ° C (und auch bei kälteren Temperaturen) explodiert.
- Die Löslichkeit in Wasser wird auf etwa 3,42 g / 100 ml geschätzt, was beweist, dass es sich um ein kovalentes Molekül mit niedriger Polarität handelt.
- Reagiert mit Wasser (dem Wenigen, das sich auflöst) zu HClO 2 :
Cl 2 O 3 + H 2 O 2HClO 2
Struktur von Chlor (III) oxid
Das Bild zeigt die Molekülstruktur von Cl 2 O 3 mit einem Kugel- und Balkenmodell. Obwohl es auf den ersten Blick nicht so erscheint, sind die unausgesprochenen Auswirkungen seiner Verknüpfungen und räumlichen Anordnungen komplizierter als sie erscheinen. Diese Struktur entspricht einem der vielen möglichen Isomere für diese Verbindung.
Die roten Kugeln entsprechen Sauerstoffatomen und die grünen Kugeln Chloratomen. Das Chlor links hat eine trigonale Pyramidengeometrie mit einem Paar freier Elektronen; es kann also angenommen werden, dass ihre Hybridisierung sp 3 sein muss . Ein Sauerstoffatom fungiert als Brücke zwischen den beiden Chloratomen Cl-O-Cl.
Isomere
Was sind die anderen Isomere? Theoretisch werden neun berechnet, von denen vier am stabilsten sind (einschließlich der im Bild). Die anderen drei hätten Strukturen wie:
-ClClO 3 . Sehr ähnlich der erklärten, jedoch mit einer Cl-Cl-Bindung.
-ClOOOCl (1). In diesem Isomer befindet sich eine Brücke aus drei Sauerstoffatomen, die die beiden Chloratome trennen (denken Sie an die Winkelgeometrie von H 2 O, um dies sichtbar zu machen).
-ClOOOCl (2). Die gleiche sauerstoffhaltige Brücke ist auch in diesem Isomer vorhanden, außer dass die beiden Chloratome im Raum verdeckt sind; einander gegenüberliegend, während sie im obigen Isomer entfernt sind.
Nomenklatur
Sein Name, Chloroxid (III), entspricht dem nach der Bestandsnomenklatur zugewiesenen. Hier wird angenommen, dass Chlor eine Oxidationsstufe von +3 hat; Dies bedeutet jedoch nicht, dass das Cl 3+ -Kation vorhanden sein kann. Es ist ein Molekül, kein Ionennetzwerk.
Ein anderer Name, unter dem auch Cl 2 O 3 bekannt ist, ist nach der systematischen Nomenklatur Dichlortrioxid.
Und schließlich, nicht so häufig (obwohl es der traditionellen Nomenklatur unterliegt), gibt es den Namen Chlorsäureanhydrid, der sich auf diese Verbindung bezieht. Dieser Name beruht auf der Tatsache, dass, wie bereits erläutert, Cl 2 O 3 entsteht, wenn HClO 2 kondensiert und Wasser freisetzt.
Anwendungen
Da es sich um ein Chloroxid handelt, kann Cl 2 O 3 am unmittelbarsten als Oxidationsmittel verwendet werden, das organische Verunreinigungen und Mikroben neutralisieren kann. Es ist jedoch sehr instabil und explosiv, so dass es für diesen Zweck nicht einmal als nützlich angesehen wird.
Sicher gibt es keine Informationen darüber, wie sich Cl 2 O 3 unter enormem Druck verhalten würde (wenn es dabei nicht explodiert). Unter normalen Bedingungen scheint es nichts weiter als ein relativ stabiles und differenzierbares Zwischenprodukt zwischen anderen stabileren Chloroxiden zu sein.
Computergestützt wurde jedoch untersucht, um Radikalmechanismen zu bestimmen, an denen verschiedene Arten von Chlor und Sauerstoff beteiligt sind.
Verweise
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- Wikipedia. (2019). Dichlortrioxid. Wiederhergestellt von: en.wikipedia.org
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