七氧化二氯

一種酸酐

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]

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  checkY
PubChem 123272
ChemSpider 109884
SMILES
 
  • O=Cl(=O)(=O)OCl(=O)(=O)=O
InChI
 
  • 1/Cl2O7/c3-1(4,5)9-2(6,7)8
InChIKey SCDFUIZLRPEIIH-UHFFFAOYAG
ChEBI 52356
性質
化學式 Cl2O7
莫耳質量 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,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。
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。

結構

編輯

Cl2O7是吸熱化合物,意味著它本質上不穩定,會分解為其組成元素,並釋放能量:[3]

2 Cl2O7 → 2 Cl2 + 7 O2(Δ = –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鍵長則為1.405 Å。[1]七氧化二氯中的氯達到了最高的氧化態+7,但它其實是共價化合物。

反應

編輯

七氧化二氯在四氯化碳里和一級/二級反應,產生高氯醯胺:[4]

2 RNH
2
+ Cl
2
O
7
→ 2 RNHClO
3
+ H
2
O
2 R
2
NH
+ Cl
2
O
7
→ 2 R
2
NClO
3
+ H
2
O

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,生成高氯醯異丙基和1-氯-2-丙基高氯酸酯。[5]

七氧化二氯和的反應會生成高氯酸酯。[6]

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

編輯

雖然Cl2O7是最穩定的氯的氧化物,但它仍是強氧化劑,可通過火焰、機械衝擊、與接觸而引爆。[7]不過,它的氧化性不如其它氯的氧化物強,並且在低溫時不會侵蝕[1]它對人體的影響與氯氣相似,需要與它相同的預防措施。[8]

參考文獻

編輯
  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. ^ Kurt Baum, Charles D. Beard. Reactions of dichlorine heptoxide with alcohols. Journal of the American Chemical Society. 1974-05, 96 (10): 3233–3237 [2022-02-02]. ISSN 0002-7863. doi:10.1021/ja00817a033. (原始內容存檔於2022-04-25) (英語). 
  7. ^ Lewis, Robert Alan. Lewis' dictionary of toxicology . CRC Press. 1998: 260. ISBN 1-56670-223-2. 
  8. ^ 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.