Chlooroxide (V) eigenschappen, structuur, gebruik

2152
David Holt

De chlooroxide (V) is een zeer onstabiele anorganische verbinding waarvan de chemische formule Cl istweeOF5. Het is een van de vele chlooroxiden, die worden gekenmerkt door moleculaire of zelfs radicale soorten.

De CltweeOF5 Het heeft alleen leven gevonden in papieren en theoretische berekeningen; het bestaan ​​ervan is echter niet uitgesloten en het is waarschijnlijk dat sommige kunnen worden gekarakteriseerd (door geavanceerde spectroscopietechnieken). Wat kan worden voorspeld op basis van algemene scheikundige concepten van dit oxide, is dat het het anhydride is van chloorzuur, HClO3.

Cl2O5-molecuul. Bron: Jynto [CC0].

Het hypothetische chloor (V) oxidemolecuul wordt hierboven weergegeven. Merk op dat aangezien het een molecuul is, er helemaal geen rekening wordt gehouden met de aanwezigheid van het Cl-ion+5​nog minder als het zo'n polariserend vermogen moet hebben om zuurstof te dwingen covalent te binden.

Zoals alle onstabiele verbindingen, geeft het energie vrij om af te breken in stabielere producten; proces dat in veel gevallen explosief is. Toen de CltweeOF5 ontleedt releases ClOtwee metwee. Er wordt getheoretiseerd dat in water, afhankelijk van het isomeer van CltweeOF5, kan verschillende chlooroxozuren vormen.

Artikel index

  • 1 Eigenschappen
  • 2 Structuur van chlooroxide (V)
    • 2.1 Molecuul
    • 2.2 Lewis-structuur
    • 2.3 Isomeren en hun respectievelijke hydrolyse
  • 3 Nomenclatuur
  • 4 toepassingen
  • 5 referenties

Eigendommen

De molaire massa van CltweeOF5 het is 150,9030 g / mol. Uit deze massa, en zijn hypothetische molecuul, kan worden vermoed dat als het zou kunnen worden geïsoleerd, het waarschijnlijk een olieachtige vloeistof zou zijn; natuurlijk, door het te vergelijken met het fysieke uiterlijk van de CltweeOF7.

Hoewel het niet kan worden geïsoleerd of gekarakteriseerd, is dit chlooroxide zuur, covalent en moet het ook een klein dipoolmoment hebben. De zuurgraad is begrijpelijk als de chemische vergelijking van de hydrolyse wordt geanalyseerd:

CltweeOF5  +  H.tweeO 2HClO3

De HClO zijn3 chloorzuur. De omgekeerde reactie zou resulteren in het geval dat het zuur kan worden gedehydrateerd:

2HClO=> CltweeOF5  +  H.tweeOF

Aan de andere kant, wanneer de CltweeOF5 nauwelijks geproduceerd, het ontleedt:

2CltweeOF5 => 4ClOtwee + OFtwee

Het is daarom eerder een intermediaire soort dan een oxide eigenlijk. De ontbinding ervan moet zo snel zijn (aangezien zelfs CltweeOF5), die niet is gedetecteerd door de huidige instrumentele analysetechnieken.

Structuur van chlooroxide (V)

Molecuul

In de bovenste afbeelding werd de structuur van het hypothetische Cl-molecuul getoond.tweeOF5 met een model van bollen en staven. De rode bollen stellen zuurstofatomen voor en de groene bollen stellen chlooratomen voor. Elk chloor heeft een trigonale piramideomgeving, dus de hybridisatie moet sp3.

Dus het molecuul van CltweeOF5 het kan worden gezien als twee trigonale piramides verbonden door een zuurstof. Maar als je goed kijkt, oriënteert de ene piramide zijn zuurstofatomen naar beneden, de andere uit het vlak (richting de lezer)..

Daarom wordt aangenomen dat er rotaties zijn in de O-linktweeCl-O-ClOtwee, waardoor het molecuul relatief dynamisch wordt. Merk op dat de formule OtweeCHLOClOtwee is een manier om de structuur van Cl weer te geventweeOF5.

Lewis-structuur

Lewis-structuur voor de hypothetische Cl2O5. Bron: Gabriel Bolívar.

Tot nu toe heeft het molecuul op zichzelf het niet mogelijk gemaakt om te ontcijferen waar zijn instabiliteit aan te wijten is. Om deze vraag te belichten, kijken we naar de Lewis-structuur, hierboven afgebeeld. Merk op dat de structuur ten onrechte als plat kan worden beschouwd, maar in de vorige paragraaf werd verduidelijkt dat dit niet het geval is..

Waarom hebben beide chlooratomen een positieve formele lading? Omdat chloor een vrij elektronenpaar over heeft, wat kan worden geverifieerd door de Valencia Bond Theory toe te passen (wat hier niet zal worden gedaan voor vereenvoudigingsdoeleinden). De formele belasting is dus:

CF. = 7 - (4 + 2) = 1

En wat heeft dit te maken met hun instabiliteit? Chloor is behoorlijk elektronegatief en daarom een ​​slechte drager van positieve formele ladingen. Dit keert terug naar de CltweeOF5 een zeer zure soort, omdat het elektronen moet winnen om te voorzien in de elektronische vraag naar de twee chloorverbindingen.

Het tegenovergestelde gebeurt met de BrtweeOF5 en de iktweeOF5, oxiden die onder normale omstandigheden bestaan. Dit komt doordat zowel broom als jodium minder elektronegatief zijn dan chloor; en daarom ondersteunen ze de positieve formele aanklacht beter.

Isomeren en hun respectievelijke hydrolyse

Tot dusver is de hele verklaring gevallen op een van de twee isomeren van CltweeOF5: de OtweeCHLOClOtwee. Welke is de andere? De O3CHLOClO. In dit isomeer missen de chloor formele positieve ladingen, en zouden daarom een ​​stabieler molecuul moeten zijn. Zowel de OtweeCHLOClOtwee zoals de O3ClOClO moet hydrolysereacties ondergaan:

OFtweeCl-O-ClOtwee + H.tweeO => 2OtweeCl-OH (die niets meer zijn dan HClO3

OF3Cl-O-ClO + HtweeO => O3Cl-OH (HClO4) + HO-ClO (HClOtwee

Merk op dat er maximaal drie chlooroxozuren kunnen worden gevormd: HClO3, HClO4 en HClOtwee

Nomenclatuur

De naam 'chlooroxide (V)' komt overeen met de naam die is toegekend volgens de voorraadnomenclatuur. De CltweeOF5 Het kan ook twee andere namen hebben: dichloorpentaoxide en chloorzuuranhydride, respectievelijk toegewezen door de systematische en traditionele nomenclaturen..

Toepassingen

De CltweeOF5 Het zal niet worden gebruikt totdat het wordt ontdekt, geïsoleerd, gekarakteriseerd, opgeslagen en wordt aangetoond dat het bij het minste contact niet explodeert..

Referenties

  1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde. (Vierde druk). Mc Graw Hill.
  2. Sandra Luján Quiroga en Luis José Perissinotti. (2011). Chlooroxozuren en structuur van dichlooroxiden. Chem. Educator, deel 16.
  3. Chemische formulering. (2019). Chlooroxide (V). Hersteld van: Formulacionquimica.com
  4. Linus Pauling. (1988). Algemene scheikunde. Dover Publications, INC., New York.
  5. Richard C. Ropp. (2013). Encyclopedie van de alkalische aardeverbindingen. Elsevier.

Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.