El òxid de clor (III) és un compost inorgànic la fórmula química és Cl 2 O 3. Correspon a l'anhídrid de l'àcid clorós, HClO 2. És un sòlid de color cafè fosc, altament explosiu inclusivament a temperatures per sota dels 0ºC, i pobrament caracteritzat. És per això que és objecte d'interès per a estudis computacionals.
Químicament es tracta d'un òxid covalent, per la qual cosa hi ha enllaços Cl-O i una molècula discreta de Cl 2 O 3 (imatge inferior). Aquesta molècula bé pot formar-deshidratant el HClO 2, o sotmetent a una fotòlisi a baixes temperatures. El detall és que es descompon produint Cl 2, O 2, o altres òxids de clor termodinàmicament més estables.
Molècula de diclor triòxid. Font: Jynto.
Com els enllaços Cl-O són poc polars, la molècula de Cl 2 O 3 té un moment dipolar petit; per tant, no es dissol bé en aigua ni interactua amb altres solvents polars. La seva inestabilitat és tal, que no se li coneix usos comercials o potencials (ni com a explosiu seria viable la seva aplicabilitat).
La principal raó de la seva inestabilitat pot ser degut a les característiques electròniques de el supòsit Cl 3+ (assumint un caràcter purament iònic). De fet, els seus estats d'oxidació +1 i +5 són els més estables quan el clor forma compostos amb l'oxigen.
propietats
A causa de que la seva caracterització és pobre i poc documentada, no hi ha molt a dir de les seves propietats excepte els següents punts:
-Té una massa molecular de 118,903.
-És un sòlid cafè fosc; encara que pot sublimar clor gasós, acomiadant vapors verds groguencs.
-Carece tant de punt d'ebullició com de fusió, ja que a 0ºC explota (ia temperatures més fredes també).
-La seva solubilitat en aigua s'estima al voltant de 3,42 g / 100 ml, la qual cosa comprova que es tracta d'una molècula covalent de baixa polaritat.
-Reacciona amb l'aigua (el poc que es dissol) per esdevenir el HClO 2:
Cl 2 O 3 + H 2 O <=> 2HClO 2
Estructura de l'òxid de clor (III)
A la imatge es va mostrar l'estructura molecular de l'Cl 2 O 3 amb un model d'esferes i barres. Encara que no ho sembli a primera vista, les implicacions tàcites dels seus enllaços i arranjaments espacials són més complicades del que aparenten. Aquesta estructura correspon a una de les nombroses isòmers possibles per a aquest compost.
Les esferes vermelles corresponen als àtoms d'oxigen, i les verdes als àtoms de clor. El clor de l'esquerra presenta geometria piràmide trigonal, amb un parell d'electrons lliures; pel que pot suposar-se que la seva hibridació ha de ser sp 3. Un àtom d'oxigen actua com a pont entre els dos clors, Cl-O-Cl.
isòmers
Quins són els altres isòmers? En teoria es calculen nou, de les quals quatre són els més estables (entre ells el de la imatge). Els altres tres vindrien a tenir estructures com ara:
-ClClO 3. Molt similar a l'explicada, però amb un enllaç Cl-Cl.
-ClOOOCl (1). En aquest isòmer hi ha un pont de tres oxígens que separen els dos àtoms de clor (recordar la geometria angular de l'H 2 O per visualitzar-ho).
-ClOOOCl (2). En aquest isòmer també està present el mateix pont oxigenat, amb l'excepció dels dos àtoms de clor estan eclipsats en l'espai; un davant de l'altre, mentre que en l'isòmer anterior estan distants.
Nomenclatura
El seu nom, òxid de clor (III), correspon a l'assignat d'acord a la nomenclatura estoc. Aquí s'assumeix que el clor posseeix un estat d'oxidació de +3; però no vol dir que el catió Cl 3 + pugui estar present. Es tracta d'una molècula, no d'una xarxa d'ions.
Un altre nom pel qual es coneix també a l'Cl 2 O 3 és el triòxid de diclor, d'acord a la nomenclatura sistemàtica.
I finalment, no tan comú (tot i regir-se per la nomenclatura tradicional), hi ha el nom anhídrid cloroso per referir-se a aquest compost. Aquest nom es deu al fet que, com ja s'ha explicat, el Cl 2 O 3 es produeix quan el HClO 2 es condensa alliberant aigua.
usos
Per tractar-se d'un òxid de clor, l'ús més immediat que es podria pensar per al Cl 2 O 3 és com un agent oxidant, capaç de neutralitzar les impureses orgàniques i microbis. No obstant això, és molt inestable, a més d'explosiu, de manera que ni per a aquest propòsit es considera útil.
Amb certesa no hi ha informació tan sols de com es comportaria el Cl 2 O 3 sota enormes pressions (si és que no explota en el procés). En condicions normals, semblés tret més que un intermediari relativament estable i diferenciable entre d'altres òxids de clor més estables.
Computacionalment, però, ha estat objecte d'estudi per determinar mecanismes per radicals lliures que involucren diverses espècies de clor i oxigen.
referències
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgànica. (Quarta edició). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Dichlorine trioxide. Recuperat de: en.wikipedia.org
- Dóna-li L. Perry. (2011). Handbook of Inorganic compounds. (Second edition). CRC Press Taylor & Francis Group.
- Richard C. Ropp. (2013). Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Elsevier.
- Kim KH, han YK, and Lee YS (1999). Basis setembre effects on the stability of the Cl2O3 isomers using B3P86 and B3LYP methods of density functional theory. Journal of Molecular Structure THEOCHEM 460 (1-3): 19-25.