คลอรีนออกไซด์ (III)เป็นสารอนินทรีที่มีสูตรทางเคมี Cl 2 O 3 สอดคล้องกับสารประกอบกรด chlorous, HClO 2 เป็นของแข็งสีน้ำตาลเข้มระเบิดได้สูงแม้อุณหภูมิต่ำกว่า0ºCและมีลักษณะไม่ดี นั่นจึงเป็นเรื่องที่น่าสนใจสำหรับการศึกษาเชิงคำนวณ
ในทางเคมีมันเป็นโควาเลนต์ออกไซด์ดังนั้นจึงมีพันธะ Cl-O และโมเลกุล Cl 2 O 3 ที่ไม่ต่อเนื่อง(ภาพล่าง) โมเลกุลดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้จากการทำให้ HClO 2ขาดน้ำหรือโดยการโฟโตไลซิสที่อุณหภูมิต่ำ รายละเอียดคือมันสลายตัวโดยผลิต Cl 2 , O 2หรือคลอรีนออกไซด์ที่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์อื่น ๆ
โมเลกุลไดคลอโรไตรออกไซด์ ที่มา: Jynto
เนื่องจากพันธะ Cl-O มีขั้วไม่ดีโมเลกุลของ Cl 2 O 3จึงมีโมเมนต์ไดโพลขนาดเล็ก ดังนั้นจึงไม่ละลายได้ดีในน้ำหรือทำปฏิกิริยากับตัวทำละลายที่มีขั้วอื่น ๆ ความไม่เสถียรของมันนั้นไม่เป็นที่รู้จักสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์หรือที่อาจเกิดขึ้น (และความสามารถในการบังคับใช้จะไม่สามารถใช้เป็นวัตถุระเบิดได้)
สาเหตุหลักของความไม่เสถียรอาจเนื่องมาจากลักษณะทางอิเล็กทรอนิกส์ของ Cl 3+ ที่ควรจะเป็น(สมมติว่าเป็นตัวไอออนิกล้วนๆ) ในความเป็นจริงสถานะออกซิเดชั่น +1 และ +5 มีเสถียรภาพมากที่สุดเมื่อคลอรีนสร้างสารประกอบกับออกซิเจน
คุณสมบัติ
เนื่องจากลักษณะเฉพาะของมันไม่ดีและมีเอกสารไม่ดีจึงไม่มีอะไรจะพูดเกี่ยวกับคุณสมบัติของมันยกเว้นประเด็นต่อไปนี้
- มีมวลโมเลกุล 118.903
- เป็นสีน้ำตาลเข้มทึบ แม้ว่ามันจะสามารถทำให้คลอรีนที่เป็นก๊าซระเหิดได้ แต่ก็ให้ไอระเหยสีเขียวอมเหลืองออกมา
- ไม่มีทั้งจุดเดือดและจุดหลอมเหลวเนื่องจากระเบิดที่0ºC (และที่อุณหภูมิเย็นกว่าด้วย)
- ความสามารถในการละลายในน้ำอยู่ที่ประมาณ 3.42 กรัม / 100 มล. ซึ่งพิสูจน์ได้ว่าเป็นโมเลกุลโคเวเลนต์ที่มีขั้วต่ำ
- ทำปฏิกิริยากับน้ำ (ส่วนน้อยที่ละลาย) กลายเป็น HClO 2 :
Cl 2 O 3 + H 2 O <=> 2HClO 2
โครงสร้างของคลอรีน (III) ออกไซด์
ภาพแสดงโครงสร้างโมเลกุลของ Cl 2 O 3ด้วยแบบจำลองทรงกลมและแท่ง แม้ว่าจะไม่ปรากฏขึ้นในตอนแรก แต่ความหมายที่ไม่ได้พูดของลิงก์และการจัดเตรียมเชิงพื้นที่มีความซับซ้อนมากกว่าที่ปรากฏ โครงสร้างนี้สอดคล้องกับหนึ่งในไอโซเมอร์ที่เป็นไปได้สำหรับสารประกอบนี้
ทรงกลมสีแดงสอดคล้องกับอะตอมของออกซิเจนและทรงกลมสีเขียวกับอะตอมของคลอรีน คลอรีนทางด้านซ้ายมีรูปทรงเรขาคณิตของพีระมิดตรีโกณมิติพร้อมอิเล็กตรอนอิสระคู่หนึ่ง ดังนั้นจึงอาจจะคิดว่าการผสมพันธุ์ของพวกเขาจะต้อง SP 3 อะตอมออกซิเจนทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมระหว่างคลอรีนทั้งสอง Cl-O-Cl
isomers
ไอโซเมอร์อื่น ๆ คืออะไร? ตามทฤษฎีแล้วจะมีการคำนวณเก้าตัวซึ่งสี่ตัวมีความเสถียรที่สุด (รวมถึงอันที่อยู่ในภาพ) อีกสามคนจะมีโครงสร้างเช่น:
-ClClO 3 . คล้ายกับที่อธิบายไว้มาก แต่มีพันธะ Cl-Cl
-ClOOOCl (1) ในไอโซเมอร์นี้มีสะพานของออกซิเจนสามตัวที่แยกอะตอมของคลอรีนทั้งสองออกจากกัน (จำรูปเรขาคณิตเชิงมุมของ H 2 O เพื่อให้เห็นภาพ)
-ClOOOCl (2) สะพานที่ให้ออกซิเจนแบบเดียวกันนี้ก็มีอยู่ในไอโซเมอร์นี้เช่นกันยกเว้นว่าอะตอมของคลอรีนทั้งสองจะถูกบดบังในอวกาศ ตัวหนึ่งอยู่ตรงข้ามกันในขณะที่ไอโซเมอร์ข้างต้นอยู่ห่างออกไป
ศัพท์เฉพาะ
ชื่อของมันคลอรีนออกไซด์ (III) ตรงกับชื่อที่กำหนดตามระบบการตั้งชื่อหุ้น ที่นี่สันนิษฐานว่าคลอรีนมีสถานะออกซิเดชั่นเป็น +3; แต่ไม่ได้หมายความว่าสามารถมีไอออนบวก Cl 3+ได้ มันเป็นโมเลกุลไม่ใช่เครือข่ายของไอออน
อีกชื่อหนึ่งที่รู้จักกันในชื่อ Cl 2 O 3คือ dichloro trioxide ตามระบบการตั้งชื่อ
และในที่สุดก็ไม่ธรรมดา (แม้จะถูกควบคุมโดยระบบการตั้งชื่อแบบดั้งเดิม) แต่ก็มีชื่อคลอรัสแอนไฮไดรด์เพื่ออ้างถึงสารประกอบนี้ ชื่อนี้เกิดจากความจริงที่ว่าตามที่อธิบายไปแล้ว Cl 2 O 3เกิดขึ้นเมื่อ HClO 2กลั่นตัวและปล่อยน้ำ
การประยุกต์ใช้งาน
เนื่องจากเป็นคลอรีนออกไซด์การใช้งานที่รวดเร็วที่สุดสำหรับ Cl 2 O 3จึงเป็นสารออกซิไดซ์ที่สามารถทำให้สิ่งสกปรกอินทรีย์และจุลินทรีย์เป็นกลางได้ อย่างไรก็ตามมันไม่เสถียรมากเช่นเดียวกับการระเบิดดังนั้นจึงไม่ถือว่ามีประโยชน์สำหรับวัตถุประสงค์นี้
แน่นอนว่าไม่มีข้อมูลว่า Cl 2 O 3จะทำงานอย่างไรภายใต้แรงกดดันมหาศาล (ถ้าไม่ระเบิดในกระบวนการ) ภายใต้สภาวะปกติดูเหมือนว่าจะไม่มีอะไรมากไปกว่าตัวกลางที่ค่อนข้างเสถียรและแตกต่างระหว่างคลอรีนออกไซด์อื่น ๆ ที่เสถียรกว่า
อย่างไรก็ตามจากการคำนวณมีการศึกษาถึงกลไกการเกิดอนุมูลอิสระที่เกี่ยวข้องกับคลอรีนและออกซิเจนชนิดต่างๆ
อ้างอิง
- ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สี่). Mc Graw Hill
- วิกิพีเดีย (2019) ไดคลอรีนไตรออกไซด์. สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
- เดลแอล. เพอร์รี (2011) คู่มือสารประกอบอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สอง). CRC Press Taylor & Francis Group
- ริชาร์ดซี. (2013) สารานุกรมของสารประกอบอัลคาไลน์เอิร์ ธ . ElSevier
- Kim KH, Han YK และ Lee YS (1999) พื้นฐานกำหนดผลกระทบต่อเสถียรภาพของไอโซเมอร์ Cl2O3 โดยใช้วิธี B3P86 และ B3LYP ของทฤษฎีฟังก์ชันความหนาแน่น วารสารโครงสร้างโมเลกุล THEOCHEM 460 (1-3): 19-25.