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

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o óxido de cloro (III) é um composto inorgânico cuja fórmula química é Cl₂OU₃. Corresponde ao anidrido de ácido cloroso, HClO₂. É um sólido marrom-escuro, altamente explosivo mesmo em temperaturas abaixo de 0ºC e mal caracterizado. É por isso que é assunto de interesse para estudos computacionais.

Quimicamente, é um óxido covalente, então há ligações Cl-O e uma molécula discreta de Cl₂OU₃ (imagem inferior). Tal molécula pode muito bem ser formada por desidratação de HClO₂, ou submetendo-o a fotólise a baixas temperaturas. O detalhe é que se decompõe produzindo Cl₂, OR₂, ou outros óxidos de cloro termodinamicamente estáveis.

Como as ligações Cl-O são fracamente polares, a molécula de Cl₂OU₃ tem um pequeno momento de dipolo; portanto, não se dissolve bem em água nem interage com outros solventes polares. Sua instabilidade é tal que não é conhecido para uso comercial ou potencial (nem sua aplicabilidade seria viável como um explosivo).

O principal motivo de sua instabilidade pode ser devido às características eletrônicas do suposto Cl³⁺ (assumindo um caráter puramente iônico). Na verdade, seus estados de oxidação +1 e +5 são os mais estáveis quando o cloro forma compostos com o oxigênio.

Propriedades

Como sua caracterização é pobre e mal documentada, não há muito a dizer sobre suas propriedades, exceto os seguintes pontos:

-Tem uma massa molecular de 118,903.

-É um marrom escuro sólido; embora possa sublimar o cloro gasoso, emitindo vapores verde-amarelados.

- Não tem ponto de ebulição e ponto de fusão, pois explode a 0ºC (e também em temperaturas mais frias).

-Sua solubilidade em água é estimada em cerca de 3,42 g / 100 mL, o que prova que é uma molécula covalente de baixa polaridade.

-Reage com a água (o pouco que se dissolve) para se tornar HClO₂:

Cl₂OU₃ + H₂O <=> 2HClO₂

Estrutura do óxido de cloro (III)

A imagem mostrou a estrutura molecular do Cl₂OU₃ com um modelo de esferas e barras. Embora possa não parecer à primeira vista, as implicações implícitas de suas ligações e arranjos espaciais são mais complicadas do que parecem. Esta estrutura corresponde a um dos muitos isômeros possíveis para este composto.

As esferas vermelhas correspondem aos átomos de oxigênio e as esferas verdes aos átomos de cloro. O cloro à esquerda tem uma geometria de pirâmide trigonal, com um par de elétrons livres; portanto, pode-se assumir que sua hibridização deve ser sp³. Um átomo de oxigênio atua como uma ponte entre os dois cloro, Cl-O-Cl.

Isômeros

Quais são os outros isômeros? Em teoria, são calculados nove, dos quais quatro são os mais estáveis (incluindo o da imagem). Os outros três teriam estruturas como:

-ClClO₃. Muito semelhante ao explicado, mas com uma ligação Cl-Cl.

-ClOOOCl (1). Neste isômero há uma ponte de três oxigênios que separa os dois átomos de cloro (lembre-se da geometria angular de H₂Ou para visualizá-lo).

-ClOOOCl (2). A mesma ponte oxigenada também está presente neste isômero, exceto que os dois átomos de cloro são eclipsados no espaço; um oposto ao outro, enquanto no isômero acima eles estão distantes.

Nomenclatura

Seu nome, óxido de cloro (III), corresponde ao atribuído de acordo com a nomenclatura do estoque. Aqui é assumido que o cloro tem um estado de oxidação de +3; mas não significa que a Cl catação³⁺ pode estar presente. É uma molécula, não uma rede de íons.

Outro nome pelo qual Cl também é conhecido₂OU₃ é trióxido de dicloro, de acordo com a nomenclatura sistemática.

E por fim, não tão comum (apesar de ser regido pela nomenclatura tradicional), surge o nome de anidrido cloroso para se referir a esse composto. Este nome se deve ao fato de, como já explicado, Cl₂OU₃ ocorre quando HClO₂ ele condensa liberando água.

Formulários

Por se tratar de um óxido de cloro, o uso mais imediato que se poderia pensar para o Cl₂OU₃ É como um agente oxidante, capaz de neutralizar impurezas orgânicas e micróbios. No entanto, é muito instável, além de explosivo, por isso nem mesmo é considerado útil para essa finalidade.

Com certeza não há informações sobre como o Cl se comportaria₂OU₃ sob enorme pressão (se não explodir no processo). Em condições normais, parece nada mais ser do que um intermediário relativamente estável e distinguível entre outros óxidos de cloro mais estáveis.

Computacionalmente, no entanto, tem sido estudado para determinar mecanismos de radicais livres envolvendo várias espécies de cloro e oxigênio.

Referências

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