Óxido de cloro (V): propriedades, estrutura, usos - Ciência - 2023

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o óxido de cloro (V) é um composto inorgânico altamente instável cuja fórmula química é Cl2OU5. É um dos muitos óxidos de cloro, que se caracterizam por serem espécies moleculares ou mesmo radicais.

O Cl2OU5 só encontrou vida no papel e em cálculos teóricos; entretanto, sua existência não foi descartada e é provável que alguns possam ser caracterizados (por técnicas avançadas de espectroscopia). O que por conceitos gerais de química pode ser previsto a partir deste óxido, é que ele é o anidrido do ácido clorídrico, HClO3.

A molécula hipotética de óxido de cloro (V) é mostrada acima. Observe que, por ser uma molécula, a presença do íon Cl não é considerada de forma alguma+5; ainda menos quando deve ter tal poder de polarização para forçar o oxigênio a se ligar covalentemente.


Como qualquer composto instável, ele libera energia para se decompor em produtos mais estáveis; processo que em muitos casos é explosivo. Quando o Cl2OU5 decompõe liberações ClO2 Eu2. É teorizado que em água, dependendo do isômero de Cl2OU5, vários oxoácidos de cloro podem ser formados.

Propriedades

A massa molar de Cl2OU5 é 150,9030 g / mol. Dessa massa, e de sua molécula hipotética, pode-se conjeturar que, se pudesse ser isolada, provavelmente seria um líquido oleoso; claro, comparando-o com a aparência física do Cl2OU7.

Embora não possa ser isolado ou caracterizado, este óxido de cloro é ácido, covalente, e também deve ter um pequeno momento dipolar. Sua acidez é compreensível se a equação química de sua hidrólise for analisada:

Cl2OU5 + H2O 2HClO3

Sendo o HClO3 ácido clorídrico. A reação reversa resultaria no caso em que o ácido pode ser desidratado:


2HClO3  => Cl2OU5 + H2OU

Por outro lado, quando o Cl2OU5 dificilmente produzido, ele se decompõe:

2Cl2OU5 => 4ClO2 + O2

É, portanto, uma espécie intermediária em vez de um óxido propriamente dito. Sua decomposição deve ser tão rápida (considerando que mesmo Cl2OU5), que não foi detectado pelas técnicas de análise instrumental atuais.

Estrutura do óxido de cloro (V)

Molécula

A imagem superior mostra a estrutura da molécula hipotética de Cl.2OU5 com um modelo de esferas e barras. As esferas vermelhas representam átomos de oxigênio e as esferas verdes representam átomos de cloro. Cada cloro tem um ambiente de pirâmide trigonal, então sua hibridização deve ser sp3.

Assim, a molécula de Cl2OU5 pode ser visto como duas pirâmides trigonais ligadas por um oxigênio. Mas se você olhar com atenção, uma pirâmide orienta seus átomos de oxigênio para baixo, a outra para fora do plano (em direção ao leitor).


Portanto, presume-se que há rotações no link O2Cl-O-ClO2, tornando a molécula relativamente dinâmica. Observe que a fórmula O2CHLOClO2 é uma forma de representar a estrutura de Cl2OU5.

Estrutura de Lewis

Até agora, a molécula por si só não permitiu decifrar o motivo de sua instabilidade. Para esclarecer essa questão, nos voltamos para sua estrutura de Lewis, descrita acima. Observe que a estrutura pode ser erroneamente considerada plana, mas na subseção anterior foi esclarecido que não é.

Por que ambos os átomos de cloro têm cargas formais positivas? Porque o cloro ainda tem um par de elétrons livre, o que pode ser verificado aplicando-se a Teoria Valencia Bond (que não será feita aqui para fins de simplificação). Assim, sua carga formal é:

CF = 7 – (4 + 2) = 1

E o que isso tem a ver com sua instabilidade? Bem, o cloro é consideravelmente eletronegativo e, portanto, um mau portador de cargas formais positivas. Isso retorna ao Cl2OU5 uma espécie altamente ácida, pois precisa ganhar elétrons para suprir a demanda eletrônica dos dois clores.

O contrário acontece com o Br2OU5 e eu2OU5, óxidos que existem em condições normais. Isso ocorre porque tanto o bromo quanto o iodo são menos eletronegativos do que o cloro; e, portanto, eles suportam melhor a carga formal positiva.

Isômeros e sua respectiva hidrólise

Até agora, toda a explicação caiu em um dos dois isômeros de Cl2OU5: o O2CHLOClO2. Qual é o outro? O O3CHLOClO. Neste isômero, os cloro não possuem cargas formais positivas e, portanto, devem ser uma molécula mais estável. No entanto, tanto o O2CHLOClO2 como o O3ClOClO deve sofrer reações de hidrólise:

OU2Cl-O-ClO2 + H2O => 2O2Cl-OH (que nada mais são do que HClO3)

OU3Cl-O-ClO + H2O => O3Cl-OH (HClO4) + HO-ClO (HClO2)

Observe que até três oxoácidos de cloro podem ser formados: HClO3, HClO4 e HClO2

Nomenclatura

A denominação 'óxido de cloro (V)' corresponde à designada de acordo com a nomenclatura da pasta. O Cl2OU5 também pode ter dois outros nomes: dicloro pentóxido e anidrido clórico, atribuídos pelas nomenclaturas sistemática e tradicional, respectivamente.

Formulários

Mais do que motivar estudos computacionais, o Cl2OU5 Não será usado até que seja descoberto, isolado, caracterizado, armazenado e mostrado que não explode ao menor contato.

Referências

  1. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica. (Quarta edição). Mc Graw Hill.
  2. Sandra Luján Quiroga e Luis José Perissinotti. (2011). Oxoácidos de cloro e estrutura dos óxidos de dicloro. Chem. Educator, Vol. 16.
  3. Formulação Química. (2019). Óxido de cloro (V). Recuperado de: formulacionquimica.com
  4. Linus Pauling. (1988). Química Geral. Dover Publications, INC., Nova York.
  5. Richard C. Ropp. (2013). Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. ElSevier.