Para la estabilidad térmica, hay dos razones principales para entender el orden que HClO <HClO2 <HClO3 <HClO4.
En primer lugar, un número de oxidación más alto del átomo de cloro central significa más carga positiva en el átomo de Cl, lo que aumentará la fuerza de atracción entre el átomo de Cl y los ligandos O (u OH). Por lo tanto, la longitud de enlace del Cl-O en ClO4- (145pm) es más corta que la de ClO2- (157pm) y ClO3- (164pm). Estos datos son consistentes con los datos de energía de enlace:
En segundo lugar, la estabilidad de una sustancia está relacionada con la simetría de la estructura. Para HClO4, el grupo de puntos es C3v (Td para ClO4-), una estructura simétrica mucho más alta en comparación con el HClO cuyo grupo de puntos es Cs. Cuando se produce una reacción química a una determinada especie, debe ocurrir en un sitio específico de la molécula. Una molécula simétrica alta tendrá una tendencia a mantener una simetría alta que conducirá a una relativa inercia química.
- BITSAT: Tengo 10 días, soy bueno aprendiendo pero no recuerdo, ¿cómo y de dónde preparo la química inorgánica y orgánica?
- Cómo calcular el número de oxidación de compuestos como Fe (CN) 6
- ¿Por qué la gente se ha negado a aceptar el sistema de nomenclatura IUPAC de compuestos inorgánicos y orgánicos?
- ¿Cuánto cuesta establecer un laboratorio de síntesis química en casa? ¿Y qué compuesto harías primero?
- ¿Cómo funcionan los enlaces organometálicos en términos de hibridación orbital?
En cuanto al orden de poder oxidante, tiene dos situaciones que deberían discutirse respectivamente.
En el acuoso básico, el orden de poder oxidante se muestra como sigue:
ClO- <ClO2- <ClO3- <ClO4-
Está bastante de acuerdo con la secuencia de estabilidad. Una especie más estable significa una terquedad mucho más química, el enlace Cl-O en ClO4- es mucho más fuerte que el de ClO-, por lo tanto, proporciona un poder oxidante más débil.
En la solución ácida, el orden de oxidación se modifica un poco de la siguiente manera:
HClO2 <HClO <HClO3 <HClO4 (no como la pregunta mencionada)
Los datos del potencial de electrodo para estas cuatro especies se muestran a continuación:
que podemos ver un pequeño giro en la secuencia: HClO2> HClO
Además del factor de simetría, existe otro factor en la solución ácida: el efecto de penetración del ion hidrógeno. El ion de hidrógeno es bastante pequeño pero tiene una alta densidad positiva, por lo que puede penetrar fácilmente en la capa interna de la nube de electrones, este efecto de penetración obviamente puede disminuir la estabilidad de la estructura para hacer que la especie sea más activa.
La diferencia entre HClO y HClO2 en la estructura es que HClO2 tiene un átomo de oxígeno no hidroxilado que puede protonarse en condiciones ácidas. Por lo tanto, hay dos átomos de hidrógeno que pueden tener un efecto de penetración en HClO2, pero solo uno para HClO.
Alguien puede confundirse aquí, ¿por qué no HClO3 y HClO4 se comportan más activos que HClO2? Debe aclararse que los dos factores deben tener un equilibrio como muchos otros problemas químicos. La tendencia más estable debido a una simetría de estructura más alta frente a la tendencia más débil debido al efecto de penetración explicará el orden de poder oxidante anormal.
Referencias
1. 沙 高 杰. 氯 的 含氧 酸 氧化 性 的 影响 因素 研究 [J] 科技 前沿 .2014;
2. 郭艳华. 氯 的 含氧 酸 氧化 性 强弱 的 探讨 [J] 武汉 教育 学院 学报 .2000.
Lamento que las referencias enumeradas estén en chino, la próxima vez intentaré hacer un cambio. 🙂
