- Proprietà
- Struttura dell'ossido di cloro (V)
- Molecola
- Struttura di Lewis
- Isomeri e loro rispettiva idrolisi
- Nomenclatura
- applicazioni
- Riferimenti
L' ossido di cloro (V) è un composto inorganico altamente instabile la cui formula chimica è Cl 2 O 5 . È uno dei tanti ossidi di cloro, caratterizzati dal fatto di essere specie molecolari o addirittura radicali.
Cl 2 O 5 ha trovato vita solo sulla carta e sui calcoli teorici; tuttavia la sua esistenza non è stata esclusa ed è probabile che alcuni possano essere caratterizzati (mediante tecniche avanzate di spettroscopia). Ciò che si può prevedere dai concetti di chimica generale di questo ossido è che è l'anidride dell'acido clorico, HClO 3 .
Molecola Cl2O5. Fonte: Jynto.
L'ipotetica molecola di ossido di cloro (V) è mostrata sopra. Si noti che trattandosi di una molecola, la presenza dello ione Cl +5 non viene considerata affatto ; ancor meno quando deve avere un tale potere polarizzante da costringere l'ossigeno a legarsi covalentemente.
Come ogni composto instabile, rilascia energia per scomporsi in prodotti più stabili; processo che in molti casi è esplosivo. Quando Cl 2 O 5 si decompone, rilascia ClO 2 e O 2 . Si teorizza che in acqua, a seconda dell'isomero di Cl 2 O 5 , si possano formare vari ossoacidi di cloro.
Proprietà
La massa molare di Cl 2 O 5 è 150,9030 g / mol. Da questa massa, e dalla sua ipotetica molecola, si può dedurre che se potesse essere isolata, sarebbe probabilmente un liquido oleoso; ovviamente confrontandolo con l'aspetto fisico di Cl 2 O 7 .
Sebbene non possa essere isolato o caratterizzato, questo ossido di cloro è acido, covalente e deve anche avere un piccolo momento di dipolo. La sua acidità è comprensibile se si analizza l'equazione chimica della sua idrolisi:
Cl 2 O 5 + H 2 O 2HClO 3
L'HClO 3 è acido clorico. La reazione inversa risulterebbe nel caso in cui l'acido possa essere disidratato:
2HClO 3 => Cl 2 O 5 + H 2 O
D'altra parte, quando il Cl 2 O 5 è appena prodotto, si decompone:
2Cl 2 O 5 => 4ClO 2 + O 2
È quindi una specie intermedia piuttosto che un ossido propriamente detto. La sua decomposizione deve essere così rapida (considerando che si forma anche Cl 2 O 5 ), da non essere stata rilevata dalle attuali tecniche di analisi strumentale.
Struttura dell'ossido di cloro (V)
Molecola
L'immagine in alto mostra la struttura dell'ipotetica molecola di Cl 2 O 5 con un modello di sfere e bacchette. Le sfere rosse rappresentano gli atomi di ossigeno e le sfere verdi rappresentano gli atomi di cloro. Ogni cloro ha un ambiente piramidale trigonale, quindi la sua ibridazione deve essere sp 3 .
Pertanto, la molecola Cl 2 O 5 può essere vista come due piramidi trigonali collegate da un ossigeno. Ma se guardi attentamente, una piramide orienta i suoi atomi di ossigeno verso il basso, l'altra fuori dal piano (verso il lettore).
Quindi si presume che ci siano rotazioni nel legame O 2 Cl-O-ClO 2 , rendendo la molecola relativamente dinamica. Si noti che la formula O 2 ClOClO 2 è un modo per rappresentare la struttura di Cl 2 O 5 .
Struttura di Lewis
Struttura di Lewis per l'ipotetico Cl2O5. Fonte: Gabriel Bolívar.
Fino ad ora, la molecola da sola non ha permesso di decifrare il motivo della sua instabilità. Per fare luce su questa domanda, ci rivolgiamo alla sua struttura di Lewis, raffigurata sopra. Si noti che la struttura può essere erroneamente considerata piatta, ma nella sottosezione precedente è stato chiarito che non lo è.
Perché entrambi gli atomi di cloro hanno cariche formali positive? Perché il cloro ha una coppia libera di elettroni, che può essere verificata applicando la teoria del legame di Valencia (che non sarà fatta qui per scopi di semplificazione). Pertanto, il suo carico formale è:
C f = 7 - (4 + 2) = 1
E cosa c'entra questo con la sua instabilità? Ebbene, il cloro è considerevolmente elettronegativo e quindi un cattivo vettore di cariche formali positive. Questo rende Cl 2 O 5 una specie altamente acida, poiché ha bisogno di guadagnare elettroni per soddisfare la domanda elettronica per i due cloro.
L'opposto accade con Br 2 O 5 e I 2 O 5 , ossidi che esistono in condizioni normali. Questo perché sia il bromo che lo iodio sono meno elettronegativi del cloro; e quindi, supportano meglio l'accusa formale positiva.
Isomeri e loro rispettiva idrolisi
Finora tutta la spiegazione è ricaduta su uno dei due isomeri di Cl 2 O 5 : O 2 ClOClO 2 . Qual è l'altro? L'O 3 ClOClO. In questo isomero i cloro mancano di cariche formali positive e dovrebbero quindi essere una molecola più stabile. Tuttavia, sia O 2 ClOClO 2 che O 3 ClOClO dovrebbero subire reazioni di idrolisi:
O 2 Cl-O-ClO 2 + H 2 O => 2O 2 Cl-OH (che non sono altro che HClO 3 )
O 3 Cl-O-ClO + H 2 O => O 3 Cl-OH (HClO 4 ) + HO-ClO (HClO 2 )
Si noti che si possono formare fino a tre ossoacidi di cloro: HClO 3 , HClO 4 e HClO 2
Nomenclatura
Il suo nome "ossido di cloro (V)" corrisponde a quello assegnato in base alla nomenclatura stock. Cl 2 O 5 può anche avere altri due nomi: dicloro pentaossido e anidride clorica, assegnati rispettivamente dalla nomenclatura sistematica e da quella tradizionale.
applicazioni
Piuttosto che motivare studi computazionali, Cl 2 O 5 sarà inutile fino a quando non verrà scoperto, isolato, caratterizzato, memorizzato e mostrato di non esplodere al minimo contatto.
Riferimenti
- Shiver & Atkins. (2008). Chimica inorganica. (Quarta edizione). Mc Graw Hill.
- Sandra Luján Quiroga e Luis José Perissinotti. (2011). Oxoacids di cloro e struttura degli ossidi di dicloruro. Chem. Educator, Vol.16.
- Formulazione chimica. (2019). Ossido di cloro (V). Estratto da: formulacionquimica.com
- Linus Pauling. (1988). Chimica generale. Dover Publications, INC., New York.
- Richard C. Ropp. (2013). Enciclopedia dei composti alcalini terrosi. ElSevier.