六氧化二氯

化合物

六氧化二氯是一种无机化合物化学式为Cl2O6。这种氯氧化物氯酸高氯酸的混合酸酐

六氧化二氯
IUPAC名
六氧化二氯
别名 氧化氯(VI);三氧化氯;高氯酸氯酰
识别
CAS号 12442-63-6  checkY
SMILES
 
  • O=Cl(=O)OCl(=O)(=O)=O
    O=[Cl+]=O.[O-]Cl(=O)(=O)=O
性质
化学式 Cl2O6
摩尔质量 166.901 g·mol⁻¹
外观 红色液体
密度 1.65 g/cm3
熔点 3.5 °C
沸点 200 °C
溶解性 与水反应
危险性
主要危害 氧化剂
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。

制法

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它可以由二氧化氯与过量的臭氧反应制得:

 

也可用氯气与臭氧在光照下直接反应,或者光解二氧化氯以及热分解高氯酸氯制得。

纯净的六氧化二氯由高氯酸氙分解获得[1]

 

结构

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它在常温下是深红色发烟液体,固态时为离子化合物高氯酸氯酰盐[ClO
2
]+
[ClO
4
]
)。最早报道它以单体ClO3存在于气相中,[2]但后来证实,即使进行加热蒸发依然以含有氧桥键的双聚体存在,直到更高温度时分解成高氯酸氯(Cl2O4)和氧气。[3]真正的 ClO3 化合物后来被发现了。[4]

六氧化二氯的红色是因为其中包含氯酰基离子。 因此,该化合物中的氯的形式氧化态在气相和冷凝时均保持氯(V)和氯(VII)的混合物。但是,通过破坏一个氧-氯键,氯(VII)周围的电子密度会升高。

性质

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Cl2O6具有反磁性,它是一种很强的氧化剂。尽管它在室温下稳定存在,但它能与有机化合物剧烈反应甚至爆炸。[5] 它还能氧化不活泼的金属,生成四高氯酸根合金(III)酸氯酰([ClO
2
]+
[Au(ClO
4
)
4
]
)。[6]许多Cl2O6参与的反应证明它是离子晶体([ClO
2
]+
[ClO
4
]
),下面列举一些:[7]

 
 
 
 

然而,它也能作为ClO3自由基的供体参与反应:

 

低温下,六氧化二氯溶于浓硫酸或无水磷酸凝聚态。用不同频率的电磁波照射可使其发生不同的歧化反应。常温下,它与氟气反应生成氯酰氟七氧化二氯、氧气和少量氯气,与无水氟化氢反应生成氯酰氟和高氯酸。它也可以用于制备无水高氯酸盐[1]

参考资料

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  1. ^ 1.0 1.1 张青莲. 《无机化学丛书》第六卷:卤素、铜分族、锌分族. 北京: 科学出版社. : P269–270. ISBN 7-03-002238-6. 
  2. ^ C. F. Goodeve, F. A. Todd. Chlorine Hexoxide and Chlorine Trioxide. Nature. 1933, 132 (3335): 514–515. doi:10.1038/132514b0. 
  3. ^ Lopez, Maria; Juan E. Sicre. Physicochemical properties of chlorine oxides. 1. Composition, ultraviolet spectrum, and kinetics of the thermolysis of gaseous dichlorine hexoxide. J. Phys. Chem. 1990, 94 (9): 3860–3863. doi:10.1021/j100372a094. 
  4. ^ Grothe, Hinrich; Willner, Helge. Chlorine Trioxide: Spectroscopic Properties, Molecular Structure, and Photochemical Behavior. Angew. Chem. Int. Ed. 1994, 33 (14): 1482–1484. doi:10.1002/anie.199414821. 
  5. ^ Mary Eagleson. Concise encyclopedia chemistry. Walter de Gruyter. 1994: 215. ISBN 3110114518. 
  6. ^ Cunin, Frédérique; Catherine Deudon, Frédéric Favier, Bernard Mula, Jean Louis Pascal. First anhydrous gold perchlorato complex: ClO
    2
    Au(ClO
    4
    )
    4
    . Synthesis and molecular and crystal structure analysis. Inorganic Chemistry. 2002, 41 (16): 4173–4178. PMID 12160405. doi:10.1021/ic020161z.
     
  7. ^ Harry Julius Emeléus, Alan George Sharpe. Advances in Inorganic Chemistry and Radiochemistry. Academic Press. 1963: 65. ISBN 0120236052.