염소 산화물 (V)를 가진 화학식 CL이다 매우 불안정 무기 화합물 2 O 5 . 그것은 분자 또는 라디칼 종으로 특징 지어지는 많은 염소 산화물 중 하나입니다.
Cl 2 O 5 는 종이와 이론적 계산에서만 생명을 찾았습니다. 그러나 그 존재는 배제되지 않았으며 일부는 (고급 분광기 기술로) 특성화 될 수 있습니다. 이 산화물의 일반적인 화학 개념에서 예측할 수있는 것은 염소산의 무수물 인 HClO 3라는 것 입니다.
Cl2O5 분자. 출처 : Jynto.
가상의 산화 염소 분자 (V)가 위에 나와 있습니다. 분자이기 때문에 Cl +5 이온의 존재는 전혀 고려되지 않습니다 . 산소를 공유 결합시키기 위해 그러한 분 극력을 가져야 할 때도 더 적습니다.
불안정한 화합물과 마찬가지로 에너지를 방출하여보다 안정적인 제품으로 분해됩니다. 많은 경우 폭발적인 과정입니다. Cl 2 O 5가 분해 되면 ClO 2 와 O 2가 방출됩니다 . 물에서 Cl 2 O 5 이성질체에 따라 다양한 염소 옥소 산이 형성 될 수 있다는 이론 이 있습니다.
속성
Cl 2 O 5 의 몰 질량 은 150.9030g / mol입니다. 이 질량과 그 가상 분자로부터 분리 될 수 있다면 아마도 기름진 액체 일 것이라고 추측 할 수 있습니다. 물론 Cl 2 O 7 의 물리적 외관과 비교합니다 .
분리되거나 특성화 될 수는 없지만이 산화 염소는 산성이고 공유 결합되어 있으며 또한 작은 쌍극자 모멘트를 가져야합니다. 가수 분해의 화학 방정식을 분석하면 산도를 이해할 수 있습니다.
Cl 2 O 5 + H 2 O 2HClO 3
HClO 3는 염소산이다. 역반응은 산이 탈수 될 수있는 경우를 초래합니다.
2HClO 3 => Cl 2 O 5 + H 2 O
반면에 Cl 2 O 5가 거의 생성되지 않으면 분해됩니다.
2Cl 2 O 5 => 4ClO 2 + O 2
따라서 적절하게 말하면 산화물이 아니라 중간 종입니다. 그것의 분해는 매우 빠르게 (CL 것을 고려할 수 있어야 2 O (5) 에도 형성되어있다 가 현재 기기 분석 기술에 의해 검출되지 않았 음).
산화 염소 (V)의 구조
분자
상단 이미지는 구형 및 막대 모델 을 사용하여 가상의 Cl 2 O 5 분자의 구조를 보여줍니다 . 빨간색 구체는 산소 원자를 나타내고 녹색 구체는 염소 원자를 나타냅니다. 각 염소는 삼각 피라미드 환경을 가지고 있으므로 혼성화는 sp 3 이어야합니다 .
따라서 Cl 2 O 5 분자 는 산소로 연결된 두 개의 삼각 피라미드로 볼 수 있습니다. 그러나주의 깊게 살펴보면 한 피라미드는 산소 원자를 아래쪽으로, 다른 피라미드는 평면에서 벗어납니다 (독자쪽으로).
따라서 O 2 Cl-O-ClO 2 결합에 회전이 있어 분자를 상대적으로 동적으로 만드는 것으로 추정 됩니다. 공식 O 2 ClOClO 2 는 Cl 2 O 5 의 구조를 나타내는 방법입니다 .
루이스 구조
가상의 Cl2O5에 대한 루이스 구조. 출처 : Gabriel Bolívar.
지금까지 분자 자체만으로는 불안정성이 발생하는 이유를 해독 할 수 없었습니다. 이 질문에 대한 빛을 비추기 위해 위에서 묘사 한 루이스 구조를 살펴 보겠습니다. 구조가 평면이라고 잘못 생각할 수 있지만 이전 하위 섹션에서는 그렇지 않다는 것이 명확 해졌습니다.
두 염소 원자가 양전하를 띠는 이유는 무엇입니까? 염소에는 자유 전자 쌍이 남아 있기 때문에 발렌시아 결합 이론을 적용하여 확인할 수 있습니다 (단순화를 위해 여기서는 수행하지 않음). 따라서 공식적인 부하는 다음과 같습니다.
C f = 7-(4 + 2) = 1
그리고 이것이 불안정성과 무슨 관련이 있습니까? 음, 염소는 상당히 전기 음성이므로 양전하의 나쁜 운반체입니다. 이것은 두 염소에 대한 전자 수요를 공급하기 위해 전자를 얻어야하기 때문에 Cl 2 O 5 를 매우 산성의 종으로 만듭니다.
정상적인 조건에서 존재하는 산화물 인 Br 2 O 5 와 I 2 O 5 에서는 그 반대가 발생 합니다. 이것은 브롬과 요오드가 염소보다 전기 음성이 적기 때문입니다. 따라서 그들은 긍정적 인 공식 청구를 더 잘 지원합니다.
이성질체 및 각각의 가수 분해
지금까지 모든 설명은 Cl 2 O 5 : O 2 ClOClO 2 의 두 이성질체 중 하나에 해당합니다 . 다른 것은 무엇입니까? O 3 ClOC10. 이 이성질체에서 염소는 양전하가 부족하므로 더 안정적인 분자 여야합니다. 그러나 O 2 ClOClO 2 및 O 3 ClOClO는 모두 가수 분해 반응을 거쳐야합니다.
O 2 Cl-O-ClO 2 + H 2 O => 2O 2 Cl-OH (이는 HClO 3 이상임 )
O 3 Cl-O-ClO + H 2 O => O 3 Cl-OH (HClO 4 ) + HO-ClO (HClO 2 )
최대 3 개의 염소 옥소 산이 형성 될 수 있습니다 : HClO 3 , HClO 4 및 HClO 2
명명법
'산화 염소 (V)'라는 이름은 재고 명명법에 따라 지정된 이름과 일치합니다. Cl 2 O 5 는 또한 각각 체계적인 명명법과 전통적인 명명법에 의해 지정된 디클로로 오산화물과 염소산 무수물의 두 가지 다른 이름을 가질 수 있습니다.
응용
컴퓨터 연구에 동기를 부여하는 대신 Cl 2 O 5 는 발견, 분리, 특성화, 저장 및 사소한 접촉으로 폭발하지 않는 것으로 나타날 때까지 쓸모가 없습니다.
참고 문헌
- Shiver & Atkins. (2008). 무기 화학. (제 4 판). Mc Graw Hill.
- Sandra Luján Quiroga와 Luis José Perissinotti. (2011). 염소산 및 이염 소 산화물의 구조. 화학 교육자, Vol. 16.
- 화학 제제. (2019). 염소 산화물 (V). 출처 : formulacionquimica.com
- Linus Pauling. (1988). 일반 화학. Dover Publications, INC., 뉴욕.
- Richard C. Ropp. (2013). 알칼리성 지구 화합물의 백과 사전. ElSevier.