七氧化二氯

七氧化二氯
IUPAC名
七氧化二氯
别名 氧化氯(VII)
高氯酸酐
识别
CAS号 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
性质
化学式 Cl2O7
摩尔质量 182.901 g·mol⁻¹
外观 无色油状液体
密度 1.9 g/cm3
熔点 −91.5 °C
沸点 82 °C
危险性
主要危害 氧化性
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

七氧化二氯是一种氯的氧化物，化学式为Cl2O7，是高氯酸的酸酐。可由高氯酸与五氧化二磷反应製得。[1]

2HClO4 + P4O10 → Cl2O7 + H2P4O11

它也可以由氯气和臭氧反应而成。[2]七氧化二氯会慢慢水解成高氯酸, 不在水溶液里的高氯酸也是很危险的。

结构

Cl2O7是吸热化合物，意味着它本质上不稳定，会分解为其组成元素，并释放能量：[3]

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

Cl2O7的Cl−O−Cl键角为 118.6°，中间Cl−O键的键长为1.709 Å，Cl=O键长则为1.405 Å。[1]七氧化二氯中的氯达到了最高的氧化态+7，但它其实是共价化合物。

反应

七氧化二氯在四氯化碳里和一级/二级胺反应，产生高氯酰胺：[4]

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

它还与烯烃反应，生成高氯酸烷基酯。举个例子，它会和丙烯四氯化碳溶液反应，生成高氯酰异丙基和1-氯-2-丙基高氯酸酯。[5]

七氧化二氯和醇的反应会生成高氯酸酯。[6]

七氧化二氯是一种强酸性氧化物，在溶液中与高氯酸形成平衡。

安全性

虽然Cl2O7是最稳定的氯的氧化物，但它仍是强氧化剂，可通过火焰、机械冲击、与碘接触而引爆。[7]不过，它的氧化性不如其它氯的氧化物强，并且在低温时不会侵蚀硫、磷、纸。[1]它对人体的影响与氯气相似，需要与它相同的预防措施。[8]

参考文献

  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 可免费查阅. 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. （原始内容存档于2022-04-25） （英语）. 
  7. ^ Lewis, Robert Alan. Lewis' dictionary of toxicology需要免费注册. CRC Press. 1998: 260. ISBN 1-56670-223-2. 
  8. ^ Jeanne Mager Stellman (编). Halogens and their compounds. Encyclopaedia of occupational health and safety 4th. International Labour Organization: 104.210. 1998. ISBN 92-2-109817-6.