Ossidi di cloro
Il cloro forma una serie di ossidi (Tabella \(\PageIndex{2}\)) in cui il cloro ha gli stati di ossidazione formali +1, +4, +6 e +7. Le proprietà fisiche degli ossidi sono riassunte nella Tabella \ (\PageIndex{2}\). Mentre, gli ossidi di cloro non sono molto stabili (infatti molti sono sensibili agli urti e sono inclini ad esplodere) gli ossiacidi coniugati sono stabili.
| Composto | Mp (°C) | Bp (°C) |
|---|---|---|
| Cl2O | -116 | 4 |
| ClO2 | -5.9 | 10 |
| Cl2O4 | -117 | 44.5 |
| Cl2O6 | 3.5 | instabile |
| Cl2O7 | -91.5 | 82 |
Dichlorine monossido (Cl2O, Figura \(\PageIndex{4}\)a) è un giallo-rossa di gas che viene preparato dalla reazione del cloro con ossido di mercurio, (10.3.4), o con una soluzione di cloro in CCl4.
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Quando riscaldato o soggetto a una scintilla, CL2O esplode in Cl2 e O2. Il monossido di dicloruro reagisce con l’acqua per formare una soluzione giallo-arancio di acido ipocloroso (10.3.5).
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Il biossido di cloro (ClO2) è un gas giallastro a temperatura ambiente ed è comunemente usato nell’industria come agente ossidante. La migliore sintesi di ClO2 comporta la riduzione del clorato di potassio (KClO3) da parte dell’acido ossalico a 90 °C, poiché la CO2 formata funge da diluente per il ClO2 altamente esplosivo. Su scala industriale ClO2 è prodotto dalla reazione esotermica del clorato di sodio con SO2 in acido solforico, (10.3.6). La fotolisi di ClO2 produce un solido marrone scuro con la formula Cl2O3; tuttavia, la sua decomposizione esplosiva facile preclude lo studio.
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La struttura di ClO2 (Figura \ (\PageIndex{4}\) b) è equivalente a SO2 con un elettrone in più, risultando in una specie di elettroni paramagnetici spaiati. Insolitamente, nonostante la configurazione elettronica spaiata, ClO2 non mostra alcuna tendenza a dimerizzare. Questo è diverso dall’analoga molecola NO2.
Il tetraossido di dicloruro (Cl2O4)è comunemente chiamato perclorato di cloro come conseguenza della sua struttura (Figura \(\PageIndex{4}\) c). L’esaossido di dicloruro (Cl2O6) è un olio rosso instabile che ha la struttura ionica allo stato solido: +-.
L’eptossido di dicloruro (Cl2O7) è un olio relativamente stabile, che viene preparato dalla disidratazione dell’acido perclorico a -10 °C (10.3.7), seguita dalla distillazione sotto vuoto. La struttura di Cl2O7 (Figura \(\PageIndex{4}\) d) è stata determinata dalla diffrazione degli elettroni in fase gassosa.
\ {+P_4O_5} Cl_2O_7\]
La reazione di Cl2O7 con alcoli e ammine produce perclorati alchilici (ROClO3) e perclorati amminici (R2NClO3), rispettivamente.