- Eigenschaften
- Struktur von Chloroxid (V)
- Molekül
- Lewis-Struktur
- Isomere und ihre jeweilige Hydrolyse
- Nomenklatur
- Anwendungen
- Verweise
Das Chloroxid (V) ist eine sehr instabile anorganische Verbindung mit der chemischen Formel Cl 2 O 5 . Es ist eines der vielen Chloroxide, die sich durch molekulare oder sogar radikalische Spezies auszeichnen.
Cl 2 O 5 hat nur auf Papier und theoretischen Berechnungen Leben gefunden; Seine Existenz wurde jedoch nicht ausgeschlossen, und es ist wahrscheinlich, dass einige charakterisiert werden können (durch fortgeschrittene Spektroskopietechniken). Was aus allgemeinen chemischen Konzepten dieses Oxids vorhergesagt werden kann, ist, dass es das Anhydrid der Chlorsäure HClO 3 ist .
Cl2O5-Molekül. Quelle: Jynto.
Das hypothetische Molekül von Chloroxid (V) ist oben gezeigt. Da es sich um ein Molekül handelt, wird das Vorhandensein des Cl + 5- Ions überhaupt nicht berücksichtigt . noch weniger, wenn es eine solche Polarisationskraft haben muss, um Sauerstoff zur kovalenten Bindung zu zwingen.
Wie jede instabile Verbindung setzt sie Energie frei, um in stabilere Produkte zu zerfallen. Prozess, der in vielen Fällen explosiv ist. Wenn sich Cl 2 O 5 zersetzt, setzt es ClO 2 und O 2 frei . Es wird vermutet, dass sich in Wasser je nach Isomer von Cl 2 O 5 verschiedene Chloroxosäuren bilden können.
Eigenschaften
Die Molmasse von Cl 2 O 5 beträgt 150,9030 g / mol. Aus dieser Masse und ihrem hypothetischen Molekül kann vermutet werden, dass es sich bei einer Isolierung wahrscheinlich um eine ölige Flüssigkeit handelt. Vergleichen Sie es natürlich mit dem physikalischen Erscheinungsbild von Cl 2 O 7 .
Obwohl es nicht isoliert oder charakterisiert werden kann, ist dieses Chloroxid sauer, kovalent und muss auch ein kleines Dipolmoment aufweisen. Sein Säuregehalt ist verständlich, wenn die chemische Gleichung seiner Hydrolyse analysiert wird:
Cl 2 O 5 + H 2 O 2 HClO 3
Das HClO 3 ist Chlorsäure. Die Umkehrreaktion würde dazu führen, dass die Säure dehydratisiert werden kann:
2HClO 3 => Cl 2 O 5 + H 2 O.
Wenn andererseits Cl 2 O 5 kaum erzeugt wird, zersetzt es sich:
2Cl 2 O 5 => 4ClO 2 + O 2
Es handelt sich also eher um eine Zwischenart als um ein Oxid. Seine Zersetzung muss so schnell sein (wenn man bedenkt, dass sogar Cl 2 O 5 gebildet wird ), dass es mit aktuellen instrumentellen Analysetechniken nicht nachgewiesen wurde.
Struktur von Chloroxid (V)
Molekül
Das obere Bild zeigt die Struktur des hypothetischen Cl 2 O 5 -Moleküls mit einem Kugel- und Stabmodell. Die roten Kugeln repräsentieren Sauerstoffatome und die grünen Kugeln repräsentieren Chloratome. Jedes Chlor hat eine trigonale Pyramidenumgebung, daher muss seine Hybridisierung sp 3 sein .
Somit kann das Cl 2 O 5 -Molekül als zwei trigonale Pyramiden angesehen werden, die durch einen Sauerstoff verbunden sind. Wenn Sie jedoch genau hinschauen, richtet eine Pyramide ihre Sauerstoffatome nach unten aus, die andere außerhalb der Ebene (in Richtung des Lesers).
Daher wird angenommen, dass es Rotationen in der O 2 Cl-O-ClO 2 -Bindung gibt , was das Molekül relativ dynamisch macht. Es ist zu beachten, dass die Formel O 2 ClOClO 2 eine Möglichkeit darstellt, die Struktur von Cl 2 O 5 darzustellen .
Lewis-Struktur
Lewis-Struktur für das hypothetische Cl2O5. Quelle: Gabriel Bolívar.
Bisher konnte das Molekül allein nicht entschlüsseln, warum seine Instabilität darauf zurückzuführen ist. Um diese Frage zu beleuchten, wenden wir uns der oben dargestellten Lewis-Struktur zu. Beachten Sie, dass die Struktur fälschlicherweise als flach angesehen werden kann, aber im vorherigen Unterabschnitt wurde klargestellt, dass dies nicht der Fall ist.
Warum haben beide Chloratome positive formale Ladungen? Weil Chlor noch ein freies Elektronenpaar hat, was durch Anwendung der Valencia-Bindungstheorie (die hier zur Vereinfachung nicht durchgeführt wird) überprüft werden kann. Somit ist seine formale Belastung:
C f = 7 - (4 + 2) = 1
Und was hat das mit seiner Instabilität zu tun? Nun, Chlor ist beträchtlich elektronegativ und daher ein schlechter Träger positiver formaler Ladungen. Dies macht Cl 2 O 5 zu einer stark sauren Spezies, da es Elektronen gewinnen muss, um den elektronischen Bedarf für die beiden Chlor zu decken.
Das Gegenteil passiert mit Br 2 O 5 und I 2 O 5 , Oxiden, die unter normalen Bedingungen existieren. Dies liegt daran, dass sowohl Brom als auch Jod weniger elektronegativ sind als Chlor; und deshalb unterstützen sie die positive formelle Anklage besser.
Isomere und ihre jeweilige Hydrolyse
Bisher ist die gesamte Erklärung auf eines der beiden Isomere von Cl 2 O 5 gefallen : O 2 ClOClO 2 . Welches ist das andere? Das O 3 ClOClO. In diesem Isomer fehlen den Chloratomen positive formale Ladungen und sie sollten daher ein stabileres Molekül sein. Sowohl O 2 ClOClO 2 als auch O 3 ClOClO sollten jedoch Hydrolysereaktionen eingehen:
O 2 Cl-O-ClO 2 + H 2 O => 2O 2 Cl-OH (die nichts anderes als HClO 3 sind )
O 3 Cl-O-ClO + H 2 O => O 3 Cl-OH (HClO 4 ) + HO-ClO (HClO 2 )
Es ist zu beachten, dass bis zu drei Chloroxosäuren gebildet werden können: HClO 3 , HClO 4 und HClO 2
Nomenklatur
Sein Name "Chloroxid (V)" entspricht dem nach der Bestandsnomenklatur zugewiesenen. Cl 2 O 5 kann auch zwei andere Namen haben: Dichlorpentaoxid und Chlorsäureanhydrid, die durch die systematische bzw. traditionelle Nomenklatur zugeordnet werden.
Anwendungen
Anstatt Computerstudien zu motivieren, wird Cl 2 O 5 erst dann von Nutzen sein, wenn es entdeckt, isoliert, charakterisiert, gespeichert und gezeigt wird, dass es nicht beim geringsten Kontakt explodiert.
Verweise
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganische Chemie. (Vierte Edition). Mc Graw Hill.
- Sandra Luján Quiroga und Luis José Perissinotti. (2011). Chloroxosäuren und Struktur von Dichloroxiden. Chem. Educator, Vol. 16.
- Chemische Formulierung. (2019). Chloroxid (V). Wiederhergestellt von: formulacionquimica.com
- Linus Pauling. (1988). Allgemeine Chemie. Dover Publications, INC., New York.
- Richard C. Ropp. (2013). Enzyklopädie der Erdalkaliverbindungen. ElSevier.