- Vlastnosti
- Struktura oxidu chloričitého (V)
- Molekula
- Lewisova struktura
- Izomery a jejich příslušná hydrolýza
- Nomenklatura
- Aplikace
- Reference
Oxid chloru (V) je vysoce nestabilní anorganická sloučenina, jejíž chemický vzorec je Cl 2 O 5. Je to jeden z mnoha oxidů chloru, které se vyznačují molekulárními nebo dokonce radikálovými druhy.
Cl 2 O 5 našel život pouze na papíře a teoretických výpočtech; jeho existence však nebyla vyloučena a je pravděpodobné, že některé lze charakterizovat (pomocí pokročilých technik spektroskopie). Co může být předpovězena z obecné chemie konceptů tohoto oxidu je to, že je anhydrid kyseliny chlorečné, HClO 3.
Cl205 molekula. Zdroj: Jynto.
Hypotetická molekula oxidu chloričitého (V) je uvedena výše. Všimněte si, že jelikož se jedná o molekulu, přítomnost iontů Cl + 5 se vůbec nebere v úvahu; ještě méně, když musí mít takovou polarizační sílu, aby donutil kyslík kovalentně se vázat.
Jako každá nestabilní směs uvolňuje energii, která se rozpadá na stabilnější produkty; proces, který je v mnoha případech výbušný. Když se Cl 2 O 5 rozloží, uvolní ClO 2 a O 2. Předpokládá se, že ve vodě, v závislosti na isomeru Cl 2 O 5, různé chlor oxo kyselin mohou tvořit.
Vlastnosti
Molární hmotnost Cl 2 O 5 je 150,9030 g / mol. Z této hmoty a její hypotetické molekuly lze usuzovat, že pokud by mohla být izolována, pravděpodobně by to byla olejová kapalina; samozřejmě srovnáním s fyzickým vzhledem Cl 2 O 7.
Ačkoli nemůže být izolován nebo charakterizován, je tento oxid chloru kyselý, kovalentní a musí mít také malý dipólový moment. Její kyselost je pochopitelná, pokud je analyzována chemická rovnice její hydrolýzy:
Cl 2 O 5 + H 2 O 2HClO 3
HCI03 je kyselina chlorovodíková. Reverzní reakce by vedla k případu, kdy může být kyselina dehydratována:
2HClO 3 => Cl 2 O 5 + H 2 O
Na druhé straně, pokud se Cl 2 O 5 těžko produkuje, rozkládá se:
2Cl 2 O 5 => 4ClO 2 + O 2
Je to tedy spíše zprostředkující druh než oxid, který správně mluví. Jeho rozkladem musí být tak rychle (za to, že Cl 2 O 5 je ještě vytvořen), že nebyl zjištěn současnými instrumentálními technikami analýzy.
Struktura oxidu chloričitého (V)
Molekula
Horní obrázek ukazuje strukturu hypotetického Cl 2 O 5 molekuly s koule a pruty modelu. Červené koule představují atomy kyslíku a zelené koule představují atomy chloru. Každý chlor má trigonální pyramidové prostředí, takže jeho hybridizace musí být sp 3.
To znamená, že Cl 2 O 5 molekula může být viděn jako dva trigonální pyramidy spojených atomem kyslíku. Ale když se podíváte pozorně, jedna pyramida nasměruje své kyslíkové atomy dolů, druhá z roviny (směrem ke čtenáři).
Z tohoto důvodu se předpokládá, že jsou otáčky v O 2 ClO-ClO 2 vazby, čímž se molekula relativně dynamický. Všimněte si, že vzorec O 2 ClOClO 2 je způsob vyjádření struktury Cl 2 O 5.
Lewisova struktura
Lewisova struktura pro hypotetický Cl2O5. Zdroj: Gabriel Bolívar.
Až dosud molekula sama o sobě neumožňuje rozluštit, proč je její nestabilita způsobena. Abychom osvětlili tuto otázku, obrátíme se na její Lewisovu strukturu znázorněnou nahoře. Všimněte si, že struktura může být mylně považována za rovnou, ale v předchozí podkapitole bylo vyjasněno, že tomu tak není.
Proč mají oba atomy chloru pozitivní formální náboje? Protože chloru zbývá volný pár elektronů, což lze ověřit aplikací teorie valenčních vazeb (což se zde pro zjednodušení nebude provádět). Jeho formální zatížení je tedy:
C f = 7 - (4 + 2) = 1
A co to má společného s nestabilitou? Chlor je značně elektronegativní, a proto je špatným nosičem pozitivních formálních nábojů. Díky tomu je Cl 2 O 5 vysoce kyselým druhem, protože potřebuje získat elektrony, aby zajistil elektronickou poptávku po dvou chlorech.
Opak se stává u Br 2 O 5 a I 2 O 5, oxidů, které existují za normálních podmínek. Je tomu tak proto, že brom i jód jsou méně elektronegativní než chlor; a proto lépe podporují pozitivní formální poplatek.
Izomery a jejich příslušná hydrolýza
Doposud všechny vysvětlení klesla na jednom ze dvou izomerů Cl 2 O 5: O 2 ClOClO 2. Který je druhý? O 3 ClOC10. V tomto isomeru nemají chlory pozitivní formální náboje, a proto by měla být stabilnější molekula. Nicméně, oba O 2 ClOClO 2 a O 3 ClOClO by měly být podrobeny hydrolytické reakce:
O 2 ClO-ClO 2 + H 2 O => 2O 2 Cl-OH (které nejsou ničím jiným než HClO 3)
O 3 ClO-ClO + H 2 O => O 3 Cl-OH (HClO 4) + HO-ClO (HClO 2)
Všimněte si, že až třemi atomy chloru oxo kyselin mohou být tvořeny: HClO 3, HClO 4 a HClO 2
Nomenklatura
Jeho název „oxid chloričitý (V)“ odpovídá názvu, který byl přidělen podle nomenklatury zásob. Cl 2 O 5 může mít i dva jiné názvy: dichlor fosforečný a anhydrid kyseliny chlorové, přidělené systematické a tradičních nomenklatury, v tomto pořadí.
Aplikace
Spíše než motivující výpočetní studie bude Cl 2 O 5 k ničemu, dokud nebude objeven, izolován, charakterizován, uložen a aby při nejmenším kontaktu nevybuchl.
Reference
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chemie. (Čtvrté vydání). Mc Graw Hill.
- Sandra Luján Quiroga a Luis José Perissinotti. (2011). Oxokyseliny chloru a struktura oxidů chloru. Chem. Educator, sv. 16.
- Chemická formulace. (2019). Oxid chloričitý (V). Obnoveno z: formulacionquimica.com
- Linus Pauling. (1988). Obecná chemie. Dover Publications, INC., New York.
- Richard C. Ropp. (2013). Encyklopedie sloučenin alkalických zemin. ElSevier.