2003:F3:FF28:E44:60A3:DC9C:1227:C38A: /* Dichloroxid */

2022-02-21T11:53:34Z

Dichloroxid

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'''Chloroxide''' sind [[chemische Verbindung]]en zwischen dem [[Halogene|Halogen]] [[Chlor]] und [[Sauerstoff]]. Seinen Oxidationsstufen entsprechend bildet Chlor eine Reihe von Oxiden, die im Allgemeinen und besonders unter Erwärmen leicht zerfallen. In Gegenwart oxidierbarer Materie neigen Chloroxide zu [[Explosion]]en, sie sind allesamt instabile Verbindungen und daher sehr reaktionsfähig und starke Oxidationsmittel.

__TOC__

== Übersicht ==
{| class="wikitable"
|- align="center" valign="bottom"
| width="100" rowspan="2" height="13" |  
| width="100" colspan="7" | [[Oxidationszahl]]
|- align="center" valign="bottom"
| I
| II
| III
| IV
| V
| VI
| VII
|- align="center" valign="bottom"
| height="16" | ClOx
|
| ClO
|
| ClO2
|
| ClO3
|
|- align="center" valign="bottom"
| height="16" | Cl2Oy
| Cl2O
| Cl2O2
| Cl2O3
| Cl2O4
| Cl2O5*
| Cl2O6
| Cl2O7
|}
* Dichlorpentaoxid (Cl2O5) ist bisher unbekannt.

[[Datei:Chloroxide all.svg|mini|links|580px|Strukturformeln einiger Chloroxide. Dichlortrioxid (Cl2O3) liegt als Chlorchlorat vor (Cl–OClO2); Dichlorhexaoxid (Cl2O6) hat im flüssigen und gasförmigen Zustand die Struktur eines kovalenten Chlorylperchlorates (O2Cl–OClO3) ('''a'''), in fester Phase ist es ionisch aufgebaut ('''b''').]]
<div style="clear:both;"></div>
== Eigenschaften ==
=== Chlordioxid ===
Technisch wichtig ist nur [[Chlordioxid]] (ClO2). Es ist bei Standardtemperatur ein gelb-rötliches Gas mit einer molaren Masse von 67,46 g/mol. Beim Erwärmen zerfällt es explosionsartig in Cl2 und O2.

=== Dichloroxid ===
Dichloroxid (''[[Dichlormonoxid]]'', Cl2O) ist ein gelbbraunes Gas mit einer Molmasse von 86,91 g/mol. Bei [[Standardbedingungen|Standardtemperatur]] hat es eine Dichte von 3,89 g/l. Dichlormonoxid erstarrt bei −116 °C, siedet bei 4 °C und ist [[Explosion|explosiv]]. Dichloroxid ist das [[Säureanhydride|Anhydrid]] der [[Hypochlorige Säure|Hypochlorigen Säure]].

Cl2O kann durch Überleiten von Chlor über frisches [[Quecksilber(II)-oxid]] erhalten werden:
:<math> \mathrm{2\ Cl_2 + 2\ HgO \rightarrow \ Cl_2O + HgO \cdot HgCl_2 } </math>

=== Chlormonoxid ===
Chlormonoxid (ClO), ein Radikal, spielt eine wichtige Rolle bei der Entstehung des Ozonlochs in der Stratosphäre, wenn Chlor vorhanden ist. Es bildet sich beispielsweise durch Photolyse oder Mikrowellenentladung von Chlor/Sauerstoff-Gemischen. Alternativ kann es aus der Reaktion elementaren Chlors mit Ozon bzw. Dichlormonoxid entstehen.
:<math> \mathrm{Cl \ + \ O_3 \rightarrow \ ClO + O_2 } </math>

=== Dichlordioxid ===
Dichlordioxid (Cl2O2, Dichlorperoxid, manchmal als Chlorperoxid bezeichnet) entsteht durch Dimerisierung zweier Chlormonoxidradikale gemäß:
:<math> \mathrm{2\ ClO \rightarrow \ Cl_2O_2 + 73\,kJ } </math>
Thermisch zerfällt es in Chlor und Sauerstoff, photochemisch u. a. in Chloratome. Diese katalysieren ebenfalls den Ozonzerfall in der Atmosphäre.

=== Chlorperoxid ===
Chlorperoxid (ClOO) ist ein kurzlebiges [[Isomer]] von Chlordioxid. Es kann durch Umlagerung aus Chlordioxid nach seiner Aufspaltung durch Licht oder aus einem Chlorradikal und Sauerstoff entstehen und hat eine Lebensdauer von nur 0,3–0,4 [[Nanosekunde]]n. Auch Dichlordioxid wird manchmal als Chlorperoxid bezeichnet, wegen der kurzen Lebensdauer von ClOO besteht dabei aber kaum eine Verwechslungsgefahr.

=== Dichlortrioxid ===
[[Dichlortrioxid]] (Cl2O3) ist bei −78 °C ein metastabiler, dunkelbrauner Festkörper, der sich bei −45° langsam, bei etwa 0 °C explosiv zu Cl2 und O2 zersetzt. Dichlortrioxid kann als Chlorchlorat (Cl–OClO2) betrachtet werden. Dichlortrioxid besitzt eine Molmasse von 118,91 g/mol. Es kann durch Tieftemperaturphotolyse aus Chlordioxid entstehen:
:<math> \mathrm{ClO + ClO_2 \rightleftarrows \ Cl_2O_3 + 46\,kJ } </math>

=== Dichlortetraoxid ===
[[Chlor(I)-perchlorat|Dichlortetraoxid]] (Cl2O4) kann als Chlorperchlorat (Cl–OClO3, Chlor(I,VII)-oxid) angesehen werden. Es lässt sich fotochemisch aus Chlordioxid sowie durch Chlorierung von Perchloraten mit Chlorfluorsulfonat darstellen.

=== Chlortrioxid ===
Chlortrioxid (ClO3) ist pyramidal aufgebaut. Durch Bestrahlung spaltet es Sauerstoffatome ab.

=== Chlortetraoxid ===
Chlortetraoxid (ClO4) ist ein Radikal. Es existiert nur als Reaktionszwischenprodukt und wird auch bei der Thermolyse von Cl2O6 gebildet.

=== Dichlorhexaoxid ===
[[Dichlorhexaoxid]] (Cl2O6) ist eine schwarzrote, ölige Flüssigkeit mit einer Dichte von 2,02 g/ml und einer Molmasse von 166,91 g/mol. Sie gefriert bei 3,5 °C und siedet bei 203 °C. Es ist ein starkes Oxidationsmittel und reagiert unter Explosion mit vielen reduzierend wirkenden Stoffen. Als Gas und Flüssigkeit liegt es als kovalentes Chlorylperchlorat vor (Chlor(V,VII)-oxid, gemischtes Anhydrid aus Chlor- und Perchlorsäure), als Feststoff mit isolierten ClO2+ und ClO4−-Ionen.

Man kann es darstellen, indem man Chlordioxid mit sauerstoffverdünntem Ozon oxidiert:
:<math> \mathrm{2\ ClO_2 + 2\ O_3 \rightarrow \ Cl_2O_6 + 2\ O_2 } </math>

Bei Reaktion mit Wasser entstehen [[Perchlorsäure]] und [[Chlorsäure]], mit Ozon langsam Dichlorheptaoxid:
:<math> \mathrm{Cl_2O_6 + H_2O \rightleftarrows \ HClO_3 + HClO_4 } </math>

=== Dichlorheptaoxid ===
[[Dichlorheptaoxid]] (Cl2O7) ist ein farbloses Öl mit einer Dichte von 1,86 g/ml. Es gefriert bei −92 °C, siedet bei 82 °C und besitzt eine Molmasse von 182,91 g/mol. Das Molekül besitzt keine Spiegelebene, die beiden ClO3-Gruppen sind gegeneinander um 15 Grad verdreht. Dichlorheptaoxid ist zwar explosiv, aber dennoch das beständigste Chloroxid.

Dichlorheptaoxid ist das Anhydrid der [[Perchlorsäure]]; dementsprechend kann es durch Dehydratisierung von Perchlorsäure mit [[Phosphorpentoxid]] mit einer sich anschließenden Vakuum-Destillation dargestellt werden:
:<math> \mathrm{4 \ HClO_4 + P_4O_{10} \rightarrow \ 2 \ Cl_2O_7 + \ 4 \ HPO_3 } </math>

== Literatur ==
* {{Holleman-Wiberg|Auflage=102.|Startseite=482|Endseite=487}}

[[Kategorie:Stoffgruppe]]
[[Kategorie:Chlorverbindung| Chloroxide]]
[[Kategorie:Sauerstoffverbindung| Chloroxide]]

Chloroxide - Versionsgeschichte

2003:F3:FF28:E44:60A3:DC9C:1227:C38A: /* Dichloroxid */