Chloroxide
Chlor bildet eine Reihe von Oxiden (Tabelle \(\pageIndex{2}\)), in denen das Chlor die formalen Oxidationsstufen +1, +4, +6 und +7 aufweist. Die physikalischen Eigenschaften der Oxide sind in Tabelle \(\pageIndex{2}\) zusammengefasst. Während die Chloroxide nicht sehr stabil sind (tatsächlich sind einige schockempfindlich und neigen zur Explosion), sind die konjugierten Oxysäuren stabil.
| Verbindung | Mp (°C) | Bp (°C) |
|---|---|---|
| Cl2O | -116 | 4 |
| ClO2 | -5.9 | 10 |
| Cl2O4 | -117 | 44.5 |
| Cl2O6 | 3.5 | instabil |
| Cl2O7 | -91.5 | 82 |
Dichlormonoxid (Cl2O, Abbildung \(\pageIndex{4}\)a) ist ein gelblich-rotes Gas, das durch Reaktion von Chlor mit Quecksilberoxid hergestellt wird, (10.3.4) oder mit einer Lösung von Chlor in CCL 4.
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Wenn Cl2O erhitzt oder einem Funken ausgesetzt wird, explodiert es zu Cl2 und O2. Dichlormonoxid reagiert mit Wasser unter Bildung einer orange-gelben Lösung von hypochloriger Säure (10.3.5).
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Chlordioxid (ClO2) ist bei Raumtemperatur ein gelbliches Gas und wird in der Industrie häufig als Oxidationsmittel verwendet. Die beste Synthese von ClO2 beinhaltet die Reduktion von Kaliumchlorat (KClO3) durch Oxalsäure bei 90 ° C, da das gebildete CO2 als Verdünnungsmittel für das hochexplosive ClO2 wirkt. Im industriellen Maßstab wird ClO2 durch die exotherme Reaktion von Natriumchlorat mit SO2 in Schwefelsäure hergestellt (10.3.6). Die Photolyse von ClO2 ergibt einen dunkelbraunen Feststoff mit der Formel Cl2O3; Seine leichte explosive Zersetzung schließt jedoch eine Untersuchung aus.
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Die Struktur von ClO2 (Abbildung \(\pageIndex {4}\) b) entspricht SO2 mit einem zusätzlichen Elektron, was zu einer paramagnetischen ungepaarten Elektronenspezies führt. Ungewöhnlich ist, dass ClO2 trotz der ungepaarten Elektronenkonfiguration keine Tendenz zur Dimerisierung zeigt. Dies ist anders als das analoge NO2-Molekül.
Dichlorintetraoxid (Cl2O4) wird aufgrund seiner Struktur allgemein als Chlorperchlorat bezeichnet (Abbildung \(\pageIndex{4}\)c). Dichlorhexaoxid (Cl2O6) ist ein instabiles rotes Öl mit der Ionenstruktur im festen Zustand: +-.
Dichlorheptoxid (Cl2O7) ist ein relativ stabiles Öl, das durch Dehydratisierung von Perchlorsäure bei -10 ° C (10.3.7) und anschließende Vakuumdestillation hergestellt wird. Die Struktur von Cl2O7 (Abbildung \(\pageIndex{4}\)d) wurde durch Gasphasenelektronenbeugung bestimmt.
\{+ P_4O_5} Cl_2O_7\]
Die Reaktion von Cl2O7 mit Alkoholen und Aminen ergibt Alkylperchlorate (ROClO3) bzw. Aminperchlorate (R2NClO3).