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七氧化二氯

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七氧化二氯
IUPAC名
七氧化二氯
別名 氧化氯(VII); 高氯酸酐
識別
CAS號 10294-48-1  ✓
PubChem 123272
ChemSpider 109884
SMILES
InChI
InChIKey SCDFUIZLRPEIIH-UHFFFAOYAG
ChEBI 52356
性質
化學式 Cl2O7
摩爾質量 182.901 g·mol⁻¹
外觀 無色油狀液體
密度 1.9 g/cm3
熔點 −91.5 °C
沸點 82 °C
危險性
主要危害 氧化性
若非註明,所有數據均出自一般條件(25 ℃,100 kPa)下。

七氧化二氯是一種氧化物,化學式為Cl2O7,是高氯酸酸酐。可由高氯酸與五氧化二磷反應製得。[1]

2HClO4 + P4O10 → Cl2O7 + H2P4O11

它也可以由氯氣和臭氧反應而成。[2]七氧化二氯會慢慢水解高氯酸, 不在水溶液里的高氯酸也是很危險的。

七氧化二氯受熱易分解:

2Cl2O7 → 2Cl2 + 7O2 (ΔH = 135 kJ/mol)

結構

Cl2O7 是一個吸熱的分子,意味着它本質上是不穩定的,會隨着能量的釋放而分解為其組成元素:[3]

2 Cl2O7 → 2 Cl2 + 7 O2 = –132 kcal/mol)

Cl2O7 的 Cl−O−Cl 鍵角為 118.6°。中間 Cl−O 鍵的鍵長為 1.709 Å , Cl=O 則為 1.405 Å.[1] 在這個化合物里,氯達到了最高的氧化態 +7, 儘管這是一個共價化合物。

反應

七氧化二氯在四氯化碳里和一級/二級反應,產生高氯酰胺:[4]

2 RNH2 + Cl2O7 → 2 RNHClO3 + H2O
2 R2NH + Cl2O7 → 2 R2NClO3 + H2O

它還與烯烴反應,生成高氯酸烷基酯。舉個例子,它會和丙烯四氯化碳溶液反應,生成高氯酰異丙基和1-氯-2-丙基高氯酸酯。[5]

七氧化二氯是一種強酸性氧化物,在溶液中與高氯酸形成平衡。

安全性

雖然它是氯的氧化物里最穩定的, Cl2O7 仍然是一種強氧化劑,也是一種可通過火焰或機械衝擊或與接觸而引爆的爆炸物。[6] 但是,它的氧化性不如其他氯的氧化物強,並且在低溫時不會侵蝕[1] 它對人體具有與元素相同的作用,並且需要相同的預防措施。[7]

參考文獻

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
  2. ^ Byrns, A. C.; Rollefson, G. K. The Formation of Chlorine Heptoxide on Illumination of Mixtures of Chlorine and Ozone. Journal of the American Chemical Society. 1934, 56 (5): 1250–1251. doi:10.1021/ja01320a506. 
  3. ^ Martin, Jan M. L. Heats of formation of perchloric acid, HClO4, and perchloric anhydride, Cl2O7. Probing the limits of W1 and W2 theory. Journal of Molecular Structure: THEOCHEM. Modelling Structure and Reactivity: the 7th triennial conference of the World Association of Theoritical and Computational Chemists (WATOC 2005). 2006-10-12, 771 (1): 19–26. ISSN 0166-1280. arXiv:physics/0508076. doi:10.1016/j.theochem.2006.03.035. 
  4. ^ Beard, C. D.; Baum, K. Reactions of dichlorine heptoxide with amines. Journal of the American Chemical Society. 1974, 96 (10): 3237–3239. doi:10.1021/ja00817a034. 
  5. ^ Baum, K. . Reactions of dichlorine heptoxide with olefins. The Journal of Organic Chemistry. 1976, 41 (9): 1663–1665. doi:10.1021/jo00871a048. 
  6. ^ Lewis, Robert Alan. Lewis' dictionary of toxicology. CRC Press. 1998: 260. ISBN 1-56670-223-2.  已忽略未知參數|url-access= (幫助)
  7. ^ Jeanne Mager Stellman (編). Halogens and their compounds. Encyclopaedia of occupational health and safety 4th. International Labour Organization: 104.210. 1998. ISBN 92-2-109817-6. 
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