Перекись хлора (Cl2(O2)) (12292-23-8) Физико-химические свойства
Перекись хлора (Cl2(O2))
Неорганическая перекись хлора, функционирующая как реакционноспособный промежуточный продукт в галоген-кислородной химии, применяемой в лабораторном синтезе, механистических исследованиях и специализированной разработке технологических процессов.
| Номер CAS | 12292-23-8 |
| Класс веществ | Неорганические перекиси / галогеноксиды |
| Типичная форма | Реактивный газ или пар |
| Распространённые фармакопейные стандарты | EP |
Перекись хлора — неорганическая перекись класса дихлора–диоксида кислорода; обычно обозначается как \(\ce{Cl2O2}\) и структурно описывается с помощью пероксидной связи \(\ce{Cl-O-O-Cl}\) (SMILES: O(OCl)Cl). Молекула является нейтральным ковалентно связанным малым соединением (вычисленное число ковалентных единиц = 1, формальный заряд = 0) с одной O–O пероксидной связью, которая определяет электронные и реакционные свойства вещества. Пероксидная связь обладает низкой энергией диссоциации по сравнению с обычными одиночными связями и придаёт молекуле выраженные окислительные свойства; атомы хлора формально находятся в оксихлорных окружениях, которые могут обеспечивать электрофильную передачу хлора и генерацию оксихлорных радикалов при энергетической или фотохимической активации.
Электронные и физико-химические параметры указывают на умеренную липофильность и ограниченную полярную поверхность: вычисленное XLogP3 = 1.7 и топологическая полярная поверхность = 18.5 Å^2; число доноров водородных связей = 0, число акцепторов водородных связей = 2. Эти характеристики соответствуют малой, нейтральной окислительной молекуле, которая не сильно сольватируется через водородные связи, но может взаимодействовать посредством полярных взаимодействий с атомами кислорода. Термохимическая и фотохимическая нестабильность (слабая связь O–O) влечёт за собой быстрые пути разложения при нагревании, световом облучении или контакте с восстанавливающими субстратами; гидролиз в протонной среде приводит к образованию оксихлорных соединений, а не к классическим стабильным ионам.
Коммерческая доступность ограничена и специализирована; распространённые коммерческие стандарты этого вещества включают: EP.
Основные физические свойства
Плотность
Отсутствуют экспериментальные данные по этому свойству в текущем наборе информации.
Температура плавления или разложения
Отсутствуют экспериментальные данные по этому свойству в текущем наборе информации.
Растворимость в воде
Отсутствуют количественные данные по растворимости в текущем наборе информации. Качественно, неорганические перекиси с пероксидными связями, такие как \(\ce{Cl2O2}\), химически реагируют с водой: контакт с водным раствором ведет к гидролитическому разрыву связей O–O или Cl–O и образованию оксихлорных соединений (например, \(\ce{HOCl}\) и связанных с ним промежуточных продуктов). Следовательно, равновесная растворимость усложняется параллельным химическим превращением, и любая практическая работа с водными растворами будет зависеть как от кинетики гидролиза, так и от собственной растворимости.
pH раствора (качественное поведение)
Отсутствуют экспериментально определённые значения pH стандартных водных растворов в текущем наборе данных. Качественно, гидролитические продукты в воде, как ожидается, являются кислыми или способствуют подкислению (образование оксихлорных кислот, таких как \(\ce{HOCl}\), и родственных соединений), поэтому растворы, образуемые при растворении или гидролизе \(\ce{Cl2O2}\), склонны к кислым, окислительным условиям. Наблюдаемое значение pH раствора зависит от концентрации, степени гидролиза и буферной ёмкости среды.
Химические свойства
Кислотно-основное поведение
\(\ce{Cl2O2}\) не является классической кислотой или основанием по Брёнстеду в своей неизменённой молекулярной форме; кислотно-основные явления обусловлены в основном продуктами её гидролиза. Процессы переноса протона доминируют за счёт оксихлорных соединений, образующихся при разрыве связей Cl–O или O–O (например, формирование \(\ce{HOCl}\) и других хлорированных оксихлорных кислот и оксианионов при соответствующих условиях). В результате кислотно-основные равновесия зависят от контекста: в водных средах система проявляет себя как окисляющий кислый раствор, а не как простая пара сопряжённой кислоты и основания.
Реактивность и стабильность
Ключевой химической характеристикой является пероксидная (O–O) связь: эта связь термически и фотохимически лабильна и является главным путем разложения с образованием хлорсодержащих радикалов и молекулярного кислорода. Молекула является сильным окислителем, легко реагирует с восстанавливающими органическими и неорганическими субстратами, с поверхностями переходных металлов, катализирующими разложение, а также с светом или теплом, приводя к образованию реакционноспособных промежуточных продуктов. Поэтому она считается химически нестабильной по сравнению со стандартными ковалентными дигалогеноксидами и требует мер предосторожности для предотвращения неконтролируемого разложения. Продуктами реакции могут быть хлорсодержащие соединения (атомы хлора, \(\ce{Cl2}\), оксихлорные радикалы) и кислород; в присутствии воды химия определяется гидролитическими и вторичными окислительными превращениями.
Молекулярные и ионные параметры
Формула и молекулярная масса
- Молекулярная формула: \(\ce{Cl2O2}\)
- Молекулярная масса: \(\mathrm{102.90\ г\ моль^{-1}}\)
- Точная масса (вычисленная): \(\mathrm{101.9275346\ у.е.м.}\)
- Моноизотопная масса (вычисленная): \(\mathrm{101.9275346\ у.е.м.}\)
- Топологическая полярная поверхность (вычисленная): 18.5 Å\(^2\)
- XLogP3 (вычисленный): 1.7
Эти вычисленные параметры указывают на низкомолекулярную неорганическую перекись с ограниченной полярной поверхностью, но с достаточной полярностью в местах кислорода для участия в реакционноспособной сольватации и гидролизе.
Составные ионы
В изолированной молекуле отсутствуют составные ионы — \(\ce{Cl2O2}\) является нейтральным ковалентным соединением (формальный заряд = 0). Ионные формы могут образовываться только после химического превращения (например, гидролиз с образованием оксихлорных анионов, таких как \(\ce{ClO^-}\), при специфических условиях).
Идентификаторы и синонимы
Регистрационные номера и коды
- Номер CAS: 12292-23-8
- InChI:
InChI=1S/Cl2O2/c1-3-4-2 - InChIKey:
MAYPHUUCLRDEAZ-UHFFFAOYSA-N - SMILES:
O(OCl)Cl - ChEBI: CHEBI:35927
- DSSTox Substance ID: DTXSID001310193
- Номер Nikkaji: J3.233.696E
- Wikidata: Q2679386
(SMILES, InChI и InChIKey представлены в качестве машиночитаемых идентификаторов для структурного представления и cheminformatics рабочих процессов.)
Синонимы и распространённые наименования
Синонимы и распространённые наименования, предоставленные депонентом в данном контексте, включают: - 12292-23-8 - Перекись хлора (Cl2(O2)) - RefChem:125329 - Дихлордиоксид - хлоороокси гипохлорит - Хлорпероксид - ClOOCl - Диоксиген дихлорид - Cl2O2 - бис(хлордиоксиген)(O--O) - SCHEMBL180347 - CHEBI:35927 - DTXSID001310193 - Q5272473
Примечание: исторические или снятые с употребления синонимы зарегистрированы, но здесь не воспроизводятся, за исключением актуального набора, предоставленного депонентом.
Промышленные и коммерческие применения
Функциональные роли и сферы использования
Краткое резюме по применению в текущем контексте данных отсутствует; на практике данное вещество выбирается на основе его общих свойств, описанных выше. На уровне класса небольшие неорганические перекиси и оксихлорные таутомеры используются преимущественно в качестве реакционноспособных окислителей в исследовательских целях и представляют интерес в атмосферной химии и механистических исследованиях окисления, вызванного хлором. Из-за нестабильности и опасной реакционной способности масштабное промышленное применение носит редкий характер; использование обычно ограничивается контролируемыми лабораторными или специализированными исследовательскими условиями.
Типичные примеры применения
Экспериментально подтверждённые профили применения в текущем контексте данных отсутствуют. Типичные, обобщённые примеры, соответствующие химическому классу, включают: механистические зонды для изучения окислительных процессов, реагенты в исследовательских синтетических окислениях, проводимых под строгим контролем, а также роль атмосферных транзиентных видов в фотохимических и экологических исследованиях.
Обзор безопасности и обращения
Опасности для здоровья и окружающей среды
Хлорпероксид — окислитель, реакционноспособное химическое вещество, способное вызывать острое раздражение и коррозийное поражение при контакте с кожей, глазами и слизистыми оболочками. Разложение или гидролиз могут приводить к образованию хлорсодержащих окислителей и потенциально хлорного газа; вдыхание продуктов разложения представляет опасность для дыхательной системы. Экологические риски связаны с образованием реакционноспособных хлорных видов, токсичных для водных организмов и способствующих локальному окислительному стрессу в экосистемах. С учётом потенциально энергетического разложения следует избегать контакта с органическими материалами, восстановителями или катализирующими поверхностями.
Для получения подробной информации о рисках, транспорте и нормативных требованиях пользователям рекомендуется обращаться к соответствующему паспорту безопасности (SDS) и местному законодательству.
Условия хранения и обращения
Обращение должно осуществляться с соблюдением консервативных практик для нестабильных неорганических перекисей и реакционноспособных галогеноксисоединений: хранение в прохладном, хорошо проветриваемом и тёмном месте, вдали от источников тепла, сильных восстановителей, горючих материалов и органических загрязнителей. Ёмкости и оборудование для перекачки должны быть инертными и очищенными от остатков катализирующих металлов; минимизировать механические удары и воздействие света. Использовать соответствующие средства индивидуальной защиты (перчатки, средства защиты глаз, при необходимости респираторную защиту) и инженерные средства защиты (местная вытяжная вентиляция, взрывозащищённое оборудование при необходимости). В случае разлива или инцидентов разложения следует изолировать зону, эвакуировать не участвующий персонал и руководствоваться аварийными процедурами, специфичными для окислителей и продуктов разложения, содержащих хлор.
