The klorin oksida (III) merupakan senyawa anorganik dengan rumus kimia Cl 2 O 3 . Sesuai dengan anhidrida asam klorida, HClO 2 . Ini adalah padatan coklat tua, sangat mudah meledak bahkan pada suhu di bawah 0ºC, dan berkarakteristik buruk. Itulah mengapa ini menjadi subjek yang menarik untuk studi komputasi.
Secara kimiawi ini adalah oksida kovalen, jadi ada ikatan Cl-O dan molekul Cl 2 O 3 yang terpisah (gambar bawah). Molekul tersebut dapat dibentuk dengan mendehidrasi HClO 2 , atau dengan melakukan fotolisis pada suhu rendah. Detail adalah bahwa hal itu terurai memproduksi Cl 2 , O 2 , atau oksida klor termodinamika stabil lainnya.
Molekul dikloro trioksida. Sumber: Jynto.
Karena ikatan Cl-O kurang polar, molekul Cl 2 O 3 memiliki momen dipol yang kecil; oleh karena itu, ia tidak larut dengan baik dalam air atau berinteraksi dengan pelarut polar lainnya. Ketidakstabilannya sedemikian rupa sehingga tidak diketahui untuk penggunaan komersial atau potensialnya (penerapannya juga tidak layak sebagai bahan peledak).
Alasan utama ketidakstabilannya mungkin karena karakteristik elektronik dari Cl 3+ yang seharusnya (dengan asumsi karakter ionik murni). Faktanya, bilangan oksidasi +1 dan +5 adalah yang paling stabil ketika klor membentuk senyawa dengan oksigen.
Properti
Karena karakterisasinya buruk dan didokumentasikan dengan buruk, tidak banyak yang bisa dikatakan tentang propertinya kecuali poin-poin berikut:
-Itu memiliki massa molekul 118,903.
-Ini coklat tua pekat; meskipun bisa menyublimasikan gas klorin, mengeluarkan uap hijau kekuningan.
-Ini tidak memiliki titik didih dan titik leleh, karena meledak pada 0ºC (dan juga pada suhu yang lebih dingin).
Kelarutannya dalam air diperkirakan sekitar 3,42 g / 100 mL, yang membuktikan bahwa ia adalah molekul kovalen dengan polaritas rendah.
-Bereaksi dengan air (sedikit yang larut) menjadi HClO 2 :
Cl 2 O 3 + H 2 O <=> 2HClO 2
Struktur klor (III) oksida
Gambar menunjukkan struktur molekul Cl 2 O 3 dengan model bola dan batang. Meskipun sekilas tampak tidak begitu, implikasi tak terucapkan dari tautan dan pengaturan spasialnya lebih rumit daripada yang terlihat. Struktur ini sesuai dengan salah satu dari banyak kemungkinan isomer untuk senyawa ini.
Bola merah berhubungan dengan atom oksigen, dan bola hijau berhubungan dengan atom klor. Klor di sebelah kiri memiliki geometri piramida trigonal, dengan sepasang elektron bebas; sehingga dapat diasumsikan bahwa hibridisasinya harus sp 3 . Sebuah atom oksigen bertindak sebagai jembatan antara dua klorin, Cl-O-Cl.
Isomer
Apa isomer lainnya? Secara teori, sembilan dihitung, empat di antaranya paling stabil (termasuk yang ada di gambar). Tiga lainnya akan memiliki struktur seperti:
-ClClO 3 . Sangat mirip dengan yang dijelaskan, tetapi dengan ikatan Cl-Cl.
-ClOOOCl (1). Dalam isomer ini terdapat jembatan tiga oksigen yang memisahkan dua atom klor (ingat geometri sudut H 2 O untuk memvisualisasikannya).
-ClOOOCl (2). Jembatan beroksigen yang sama juga terdapat dalam isomer ini, kecuali bahwa dua atom klorin mengalami gerhana di ruang angkasa; satu berlawanan dengan yang lain, sementara di isomer di atas mereka jauh.
Tata nama
Namanya, klorin oksida (III), sesuai dengan nama yang ditetapkan menurut nomenklatur stok. Di sini diasumsikan bahwa klorin memiliki bilangan oksidasi +3; tetapi itu tidak berarti bahwa kation Cl 3+ dapat hadir. Ini adalah molekul, bukan jaringan ion.
Nama lain yang juga dikenal dengan Cl 2 O 3 adalah dikloro trioksida, menurut nomenklatur sistematis.
Dan akhirnya, tidak begitu umum (meskipun diatur oleh nomenklatur tradisional), ada nama anhidrida kloros untuk merujuk pada senyawa ini. Nama ini disebabkan oleh fakta bahwa, seperti yang telah dijelaskan, Cl 2 O 3 dihasilkan ketika HClO 2 mengembun, melepaskan air.
Aplikasi
Karena ini adalah oksida klorin, penggunaan paling cepat yang dapat dipikirkan untuk Cl 2 O 3 adalah sebagai agen pengoksidasi, yang mampu menetralkan kotoran organik dan mikroba. Namun, sangat tidak stabil, serta mudah meledak, sehingga tidak dianggap berguna untuk tujuan ini.
Yang pasti tidak ada informasi tentang bagaimana Cl 2 O 3 akan berperilaku di bawah tekanan yang sangat besar (jika tidak meledak dalam prosesnya). Dalam kondisi normal, tampaknya tidak lebih dari perantara yang relatif stabil dan dapat dibedakan antara oksida klorin lain yang lebih stabil.
Secara komputasi, bagaimanapun, telah dipelajari untuk menentukan mekanisme radikal bebas yang melibatkan berbagai spesies klorin dan oksigen.
Referensi
- Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (Edisi keempat). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Diklorin trioksida. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
- Dale L. Perry. (2011). Buku pegangan senyawa anorganik. (edisi kedua). CRC Press Taylor & Francis Group.
- Richard C. Ropp. (2013). Ensiklopedia Senyawa Alkaline Earth. ElSevier.
- Kim KH, Han YK, dan Lee YS (1999). Basis mengatur efek pada stabilitas isomer Cl2O3 menggunakan metode B3P86 dan B3LYP teori fungsional kerapatan. Jurnal Struktur Molekuler THEOCHEM 460 (1-3): 19-25.