的氯氧化物(V)是一种极不稳定的无机化合物,其化学式为Cl 2 ö 5。它是许多氯氧化物之一,其特征是分子或什至自由基种类。
Cl 2 O 5仅能在纸上和理论计算中找到生命。然而,它的存在还没有被排除,并且有可能可以通过先进的光谱学技术加以表征。从该氧化物的一般化学概念可以预测到它是氯酸HClO 3的酸酐。
Cl 2 O 5分子。资料来源:Jynto。
假设的氧化氯分子(V)如上所示。注意,由于它是分子,所以根本不考虑Cl +5离子的存在。当它必须具有这样的极化能力以迫使氧共价结合时,甚至更少。
像任何不稳定的化合物一样,它释放能量分解为更稳定的产物。在许多情况下是爆炸性的过程。当Cl 2 O 5分解时,它会释放ClO 2和O 2。据推测,在水中,取决于Cl 2 O 5的异构体,可以形成各种氯代含氧酸。
物产
Cl 2 O 5的摩尔质量为150.9030g / mol。从这种物质及其假想分子中可以推测,如果可以将其分离,则可能是油状液体。当然,将其与Cl 2 O 7的物理外观进行比较。
尽管无法分离或表征,但该氧化氯是酸性的,共价的,并且还必须具有较小的偶极矩。如果分析其水解的化学方程式,其酸度是可以理解的:
Cl 2 O 5 + H 2 O 2HClO 3
HClO 3为氯酸。逆反应会导致酸脱水:
2HClO 3 => Cl 2 O 5 + H 2 O
另一方面,当几乎不产生Cl 2 O 5时,它会分解:
2Cl 2 O 5 => 4ClO 2 + O 2
因此,它是一个中间物种,而不是氧化物。它的分解必须非常快(考虑到甚至会形成Cl 2 O 5),以至于目前的仪器分析技术都没有检测到它。
氧化氯(V)的结构
分子
上图显示了具有球和杆模型的假设Cl 2 O 5分子的结构。红色的球体代表氧原子,绿色的球体代表氯原子。每个氯都有一个三角金字塔环境,因此它的杂交必须是sp 3。
因此,Cl 2 O 5分子可以看作是两个由氧连接的三角金字塔。但是,如果仔细观察,一个金字塔的氧原子朝下,另一个金字塔则不在平面内(朝向读者)。
因此,推测O 2 Cl-O-ClO 2键中存在旋转,从而使分子相对动态。注意,式O 2 ClOClO 2是表示Cl 2 O 5的结构的方式。
路易斯结构
假设的Cl2O5的Lewis结构。资料来源:加布里埃尔·玻利瓦尔(GabrielBolívar)。
到目前为止,该分子本身还无法解释为什么其不稳定。为了阐明这个问题,我们转向上面描述的它的Lewis结构。请注意,该结构可能被错误地认为是扁平的,但在前面的小节中已说明不是。
为什么两个氯原子都带有正的正电荷?因为氯剩下一对自由电子,可以通过应用巴伦西亚键理论来验证(此处出于简化目的将不做)。因此,其形式负荷为:
C f = 7-(4 + 2)= 1
这与它的不稳定性有什么关系?嗯,氯具有很大的负电性,因此是正形式电荷的不良载体。这使Cl 2 O 5成为高酸性物质,因为它需要获得电子才能满足两种氯的电子需求。
相反,Br 2 O 5和I 2 O 5是在正常条件下确实存在的氧化物。这是因为溴和碘的负电性均低于氯。因此,他们更好地支持积极的正式指控。
异构体及其各自的水解
到目前为止,所有解释都取决于Cl 2 O 5:O 2 ClOClO 2的两个异构体之一。哪一个呢?O 3 ClOClO。在这种异构体中,氯缺乏正形式电荷,因此应该是更稳定的分子。但是,O 2 ClOClO 2和O 3 ClOClO都应发生水解反应:
O 2 Cl-O-ClO 2 + H 2 O => 2O 2 Cl-OH(仅是HClO 3)
O 3 Cl-O-ClO + H 2 O => O 3 Cl-OH(HClO 4)+ HO-ClO(HClO 2)
请注意,最多可以形成三种氯含氧酸:HClO 3,HClO 4和HClO 2
命名法
其名称“氧化氯(V)”对应于根据库存命名法指定的名称。Cl 2 O 5也可以有两个其他名称:五氯二氧化物和氯酸酐,分别由系统命名法和传统命名法命名。
应用领域
Cl 2 O 5除非被发现,分离,表征,存储并显示出在一点接触时都不会爆炸,否则它不会激发计算研究。
参考文献
- 颤抖和阿特金斯。(2008)。无机化学。(第四版)。Mc Graw Hill。
- SandraLujánQuiroga和LuisJoséPerissinotti。(2011)。氯氧酸和二氯氧化物的结构。化学教育家,第16卷。
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