七氧化二氯

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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  ✓
PubChem 123272
ChemSpider 109884
SMILES
InChI
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,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

七氧化二氯是一种氧化物,化学式为Cl2O7,是高氯酸酸酐。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高氯酸, 不在水溶液里的高氯酸也是很危险的。

七氧化二氯受热易分解:

2Cl2O7 → 2Cl2 + 7O2 (ΔH = 135 kJ/mol)

结构[编辑]

Cl2O7 是一个吸热的分子,意味着它本质上是不稳定的,会随着能量的释放而分解为其组成元素:[3]

2 Cl2O7 → 2 Cl2 + 7 O2 = –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 则为 1.405 Å.[1] 在这个化合物里,氯达到了最高的氧化态 +7, 尽管这是一个共价化合物。

反应[编辑]

七氧化二氯在四氯化碳里和一级/二级反应,产生高氯酰胺:[4]

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

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]

七氧化二氯是一种强酸性氧化物,在溶液中与高氯酸形成平衡。

安全性[编辑]

虽然它是氯的氧化物里最稳定的, Cl2O7 仍然是一种强氧化剂,也是一种可通过火焰或机械冲击或与接触而引爆的爆炸物。[6] 但是,它的氧化性不如其他氯的氧化物强,并且在低温时不会侵蚀[1] 它对人体具有与元素相同的作用,并且需要相同的预防措施。[7]

参考文献[编辑]

  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.  已忽略未知参数|url-access= (帮助)
  7. ^ 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.