六氧化二氯 是一种无机化合物 ,化学式 为Cl2 O6 。这种氯氧化物 是氯酸 和高氯酸 的混合酸酐 。
制法
它可以由二氧化氯 与过量的臭氧 反应制得:
2
C
l
O
2
+
2
O
3
→ → -->
2
C
l
O
3
+
2
O
2
→ → -->
C
l
2
O
6
+
2
O
2
{\displaystyle {\rm {\ 2ClO_{2}+2O_{3}\rightarrow 2ClO_{3}+2O_{2}\rightarrow Cl_{2}O_{6}+2O_{2}}}}
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] :
X
e
(
C
l
O
4
)
2
→
293
K
X
e
+
C
l
2
O
6
+
O
2
{\displaystyle {\rm {\ Xe(ClO_{4})_{2}{\xrightarrow {293K}}Xe+Cl_{2}O_{6}+O_{2}}}}
结构
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 (Cl2 O4 )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
Cl2 O6 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金 ,生成四高氯酸 根合金(III)酸氯酰([ClO 2 ]+ [Au(ClO 4 ) 4 ]− )。[ 6] 许多Cl2 O6 参与的反应证明它是离子晶体([ClO 2 ]+ [ClO 4 ]− ),下面列举一些:[ 7]
N
O
2
F
+
C
l
2
O
6
→ → -->
N
O
2
C
l
O
4
+
C
l
O
2
F
{\displaystyle {\rm {\ NO_{2}F+Cl_{2}O_{6}\rightarrow NO_{2}ClO_{4}+ClO_{2}F}}}
N
O
+
C
l
2
O
6
→ → -->
N
O
C
l
O
4
+
C
l
O
2
{\displaystyle {\rm {\ NO+Cl_{2}O_{6}\rightarrow NOClO_{4}+ClO_{2}}}}
2
V
2
O
5
+
12
C
l
2
O
6
→ → -->
V
O
(
C
l
O
4
)
3
+
12
C
l
O
2
+
3
O
2
{\displaystyle {\rm {\ 2V_{2}O_{5}+12Cl_{2}O_{6}\rightarrow VO(ClO_{4})_{3}+12ClO_{2}+3O_{2}}}}
S
n
C
l
4
+
6
C
l
2
O
6
→ → -->
[
C
l
O
2
]
2
[
S
n
(
C
l
O
4
)
6
]
+
4
C
l
O
2
+
2
C
l
2
{\displaystyle {\rm {\ SnCl_{4}+6Cl_{2}O_{6}\rightarrow [ClO_{2}]_{2}[Sn(ClO_{4})_{6}]+4ClO_{2}+2Cl_{2}}}}
然而,它也能作为ClO3 自由基 的供体参与反应:
2
A
s
F
5
+
C
l
2
O
6
→ → -->
2
C
l
O
3
A
s
F
5
{\displaystyle {\rm {\ 2AsF_{5}+Cl_{2}O_{6}\rightarrow 2ClO_{3}AsF_{5}}}}
低温下,六氧化二氯溶于浓硫酸 或无水磷酸 呈凝聚态 。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
^ 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 .
^ C. F. Goodeve, F. A. Todd. Chlorine Hexoxide and Chlorine Trioxide. Nature. 1933, 132 (3335): 514–515. doi:10.1038/132514b0 .
^ 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 .
^ 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 .
^ Mary Eagleson. Concise encyclopedia chemistry . Walter de Gruyter. 1994: 215. ISBN 3110114518 .
^ 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 .
^ Harry Julius Emeléus , Alan George Sharpe. Advances in Inorganic Chemistry and Radiochemistry . Academic Press. 1963: 65. ISBN 0120236052 .