क्लोरीन ऑक्साइड (V): गुण, संरचना, उपयोग - रसायन विज्ञान - 2025

क्लोरीन आक्साइड (वी) एक बेहद अस्थिर अकार्बनिक यौगिक जिसका रासायनिक सूत्र क्लोरीन है ₂ हे ₅ । यह कई क्लोरीन ऑक्साइडों में से एक है, जो आणविक, या यहां तक ​​कि कट्टरपंथी प्रजातियां हैं।

Cl ₂ O ₅ ने केवल कागज और सैद्धांतिक गणना पर जीवन पाया है; हालाँकि, इसके अस्तित्व से इंकार नहीं किया गया है और यह संभव है कि कुछ की विशेषता (उन्नत स्पेक्ट्रोस्कोपी तकनीकों द्वारा) हो सकती है। इस ऑक्साइड की सामान्य रसायन विज्ञान की अवधारणाओं से क्या अनुमान लगाया जा सकता है कि यह क्लोरिक एसिड, एचसीएलओ ₃ का एनहाइड्राइड है ।

Cl2O5 अणु। स्रोत: जेंटो

क्लोरीन ऑक्साइड (V) का काल्पनिक अणु ऊपर दिखाया गया है। ध्यान दें कि चूंकि यह एक अणु है, इसलिए Cl ⁺⁵ आयन की उपस्थिति पर विचार नहीं किया जाता है; इससे भी कम जब यह ऑक्सीजन को बाध्य करने के लिए सहसंयोजक बांधने के लिए ऐसी ध्रुवीकरण शक्ति होनी चाहिए।

किसी भी अस्थिर यौगिक की तरह, यह अधिक स्थिर उत्पादों में टूटने के लिए ऊर्जा जारी करता है; प्रक्रिया है कि कई मामलों में विस्फोटक है। जब Cl ₂ O _{5 का} विघटन होता है तो यह ClO ₂ और O _{2 को} छोड़ता है । यह सिद्धांतित है कि पानी में, Cl ₂ O ₅ के आइसोमर के आधार पर, विभिन्न क्लोरीन ऑक्सो एसिड बन सकते हैं।

गुण

Cl ₂ O ₅ का मोलर द्रव्यमान 150.9030 g / mol है। इस द्रव्यमान से, और इसके काल्पनिक अणु से, यह अनुमान लगाया जा सकता है कि यदि इसे अलग किया जा सकता है तो यह संभवतः एक तैलीय तरल होगा; बेशक, यह Cl ₂ O ₇ के भौतिक स्वरूप के साथ तुलना करता है ।

यद्यपि इसे अलग या विशेषता नहीं किया जा सकता है, यह क्लोरीन ऑक्साइड अम्लीय, सहसंयोजक है, और इसमें एक छोटा द्विध्रुवीय पल भी होना चाहिए। इसकी अम्लता को समझा जा सकता है यदि इसके हाइड्रोलिसिस के रासायनिक समीकरण का विश्लेषण किया जाता है:

Cl ₂ O ₅ + H ₂ O 2HClO ₃

HClO _{3 से किया जा रहा} क्लोरिक एसिड। रिवर्स प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप यह होगा कि एसिड निर्जलित हो सकता है:

2HClO ₃ => Cl ₂ O ₅ + H ₂ O

दूसरी ओर, जब Cl ₂ O _{5 का} उत्पादन मुश्किल से होता है, तो यह विघटित हो जाता है:

2Cl ₂ O ₅ => 4ClO ₂ + O ₂

इसलिए यह एक मध्यस्थ प्रजाति है बजाय एक ऑक्साइड ठीक से बोलने के। इसका अपघटन इतना तेज होना चाहिए (यह देखते हुए कि Cl ₂ O ₅ का गठन भी किया गया है), कि यह वर्तमान वाद्य विश्लेषण तकनीकों द्वारा पता नहीं लगाया गया है।

क्लोरीन ऑक्साइड की संरचना (V)

अणु

ऊपरी छवि एक गोले और छड़ मॉडल के साथ काल्पनिक सीएल ₂ ओ ₅ अणु की संरचना को दिखाती है । लाल गोले ऑक्सीजन परमाणुओं का प्रतिनिधित्व करते हैं, और हरे रंग के गोले क्लोरीन परमाणुओं का प्रतिनिधित्व करते हैं। प्रत्येक क्लोरीन में एक त्रिकोणीय पिरामिड वातावरण होता है, इसलिए इसका संकरण ³ होना चाहिए ।

इस प्रकार, Cl ₂ O ₅ अणु को एक ऑक्सीजन से जुड़े दो ट्राइगोनल पिरामिड के रूप में देखा जा सकता है। लेकिन अगर आप ध्यान से देखें, तो एक पिरामिड अपने ऑक्सीजन परमाणुओं को नीचे की ओर ले जाता है, दूसरा विमान से बाहर (पाठक की ओर)।

इसलिए यह माना जाता है कि O ₂ Cl-O-ClO ₂ बॉन्ड में घुमाव होते हैं, जिससे अणु अपेक्षाकृत गतिशील हो जाता है। ध्यान दें कि सूत्र O ₂ ClOClO ₂, Cl ₂ O ₅ की संरचना का प्रतिनिधित्व करने का एक तरीका है ।

लुईस की संरचना

काल्पनिक Cl2O5 के लिए लुईस संरचना। स्रोत: गेब्रियल बोलिवर

अब तक, स्वयं के अणु ने यह समझाना संभव नहीं किया है कि इसकी अस्थिरता क्यों है। इस प्रश्न पर प्रकाश डालने के लिए, हम ऊपर दिखाए गए इसकी लुईस संरचना की ओर मुड़ते हैं। ध्यान दें कि संरचना को गलती से फ्लैट माना जा सकता है, लेकिन यह पिछले उपधारा में स्पष्ट किया गया था कि यह नहीं है।

क्लोरीन परमाणुओं में सकारात्मक औपचारिक आरोप क्यों होते हैं? क्योंकि क्लोरीन में इलेक्ट्रॉनों की एक नि: शुल्क जोड़ी बची होती है, जिसे वालेंसिया बॉन्ड थ्योरी (जो सरलीकरण के उद्देश्य से यहां नहीं किया जाएगा) को लागू करके सत्यापित किया जा सकता है। इस प्रकार, इसका औपचारिक भार है:

सी _एफ = 7 - (4 + 2) = 1

और इसका अस्थिरता से क्या लेना-देना है? खैर, क्लोरीन काफी विद्युतीय है, और इसलिए सकारात्मक औपचारिक शुल्क का एक बुरा वाहक है। यह Cl ₂ O _{5 को} एक अत्यधिक अम्लीय प्रजाति बनाता है, क्योंकि इसे दो क्लोरीन के लिए इलेक्ट्रॉनिक मांग की आपूर्ति करने के लिए इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है।

विपरीत ब्र ₂ ओ ₅ और आई ₂ ओ _{5 के} साथ होता है, ऑक्साइड जो सामान्य परिस्थितियों में मौजूद होते हैं। इसका कारण यह है कि ब्रोमीन और आयोडीन दोनों क्लोरीन की तुलना में कम इलेक्ट्रोनगेटिव हैं; और इसलिए, वे सकारात्मक औपचारिक प्रभार का बेहतर समर्थन करते हैं।

आइसोमर्स और उनके संबंधित हाइड्रोलिसिस

अब तक सभी स्पष्टीकरण Cl ₂ O ₅: O ₂ ClOClO ₂ के दो आइसोमरों में से एक पर गिरे हैं । दूसरा कौन सा है? O ₃ ClOClO। इस आइसोमर में क्लोरीन में सकारात्मक औपचारिक आवेशों का अभाव होता है, और इसलिए इसे अधिक स्थिर अणु होना चाहिए। हालाँकि, O ₂ ClOClO ₂ और O ₃ ClOClO को हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाओं से गुजरना चाहिए:

O ₂ Cl-O-ClO ₂ + H ₂ O => 2O ₂ Cl-OH (जो कि HClO ₃ से ज्यादा कुछ नहीं हैं)

O ₃ Cl-O-ClO + H ₂ O => O ₃ Cl-OH (HClO ₄) + HO-ClO (HClO ₂)

ध्यान दें कि तीन क्लोरीन ऑक्सो एसिड तक बन सकते हैं: एचसीएलओ ₃, एचसीएलओ ₄ और एचसीएलओ ₂

शब्दावली

इसका नाम 'क्लोरीन ऑक्साइड (V)' स्टॉक नामकरण के अनुसार निर्दिष्ट एक से मेल खाता है। Cl ₂ O _{5 के} दो अन्य नाम भी हो सकते हैं: क्रमशः व्यवस्थित और पारंपरिक नामकरण द्वारा निर्दिष्ट, डिक्लोरो पेंटाऑक्साइड और क्लोरिक एनहाइड्राइड।

अनुप्रयोग

कम्प्यूटेशनल अध्ययनों को प्रेरित करने के बजाय, Cl ₂ O ₅ का कोई फायदा नहीं होगा जब तक कि इसकी खोज, अलग-थलग, विशेषता, संग्रहित और थोड़े से संपर्क में विस्फोट न हो।

संदर्भ

1. कंपकंपी और एटकिंस। (2008)। अकार्बनिक रसायन शास्त्र। (चौथा संस्करण)। मैक ग्रे हिल।
2. सैंड्रा लुजान क्विरोगा और लुइस जोस पेरीसिनोट्टी। (2011)। क्लोरीन ऑक्साइडोसिड और डाइक्लोरिन ऑक्साइड की संरचना। रसायन। शिक्षक, वॉल्यूम 16।
3. रासायनिक संरचना। (2019)। क्लोरीन ऑक्साइड (V)। से पुनर्प्राप्त: formulacionquimica.com
4. लिनुस पॉलिंग। (1988)। सामान्य रसायन शास्त्र। डोवर प्रकाशन, इंक।, न्यूयॉर्क।
5. रिचर्ड सी। रोप। (2013)। क्षारीय पृथ्वी यौगिकों का विश्वकोश। Elsevier।