七氧化二氯

七氧化二氯是一種氯的氧化物，化學式為Cl₂O₇，是高氯酸的酸酐。可由高氯酸與五氧化二磷反應製得。^[1]

2HClO₄ + P₄O₁₀ → Cl₂O₇ + H₂P₄O₁₁

七氧化二氯
IUPAC名 七氧化二氯
別名	氧化氯(VII) 高氯酸酐
識別
CAS號	10294-48-1  Y
PubChem	123272
ChemSpider	109884
SMILES	O=Cl(=O)(=O)OCl(=O)(=O)=O
InChI	1/Cl2O7/c3-1(4,5)9-2(6,7)8
InChIKey	SCDFUIZLRPEIIH-UHFFFAOYAG
ChEBI	52356
性質
化學式	Cl2O7
摩爾質量	182.901 g·mol⁻¹
外觀	無色油狀液體
密度	1.9 g/cm3
熔點	−91.5 °C
沸點	82 °C
危險性
主要危害	氧化性
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

它也可以由氯氣和臭氧反應而成。^[2]七氧化二氯會慢慢水解成高氯酸, 不在水溶液里的高氯酸也是很危險的。

結構

Cl₂O₇是吸熱化合物，意味着它本質上不穩定，會分解為其組成元素，並釋放能量：^[3]

2 Cl₂O₇ → 2 Cl₂ + 7 O₂（ΔH° = –132 kcal/mol）

Cl₂O₇的Cl−O−Cl鍵角為 118.6°，中間Cl−O鍵的鍵長為1.709 Å，Cl=O鍵長則為1.405 Å。^[1]七氧化二氯中的氯達到了最高的氧化態+7，但它其實是共價化合物。

反應

七氧化二氯在四氯化碳里和一級/二級胺反應，產生高氯酰胺：^[4]

2 RNH
2 + Cl
2O
7 → 2 RNHClO
3 + H
2O

2 R
2NH + Cl
2O
7 → 2 R
2NClO
3 + H
2O

它還與烯烴反應，生成高氯酸烷基酯。舉個例子，它會和丙烯四氯化碳溶液反應，生成高氯酰異丙基和1-氯-2-丙基高氯酸酯。^[5]

七氧化二氯和醇的反應會生成高氯酸酯。^[6]

七氧化二氯是一種強酸性氧化物，在溶液中與高氯酸形成平衡。

安全性

雖然Cl₂O₇是最穩定的氯的氧化物，但它仍是強氧化劑，可通過火焰、機械衝擊、與碘接觸而引爆。^[7]不過，它的氧化性不如其它氯的氧化物強，並且在低溫時不會侵蝕硫、磷、紙。^[1]它對人體的影響與氯氣相似，需要與它相同的預防措施。^[8]

參考文獻

1. 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. Kurt Baum, Charles D. Beard. Reactions of dichlorine heptoxide with alcohols. Journal of the American Chemical Society. 1974-05, 96 (10): 3233–3237 [2022-02-02]. ISSN 0002-7863. doi:10.1021/ja00817a033. （原始內容存檔於2022-04-25） （英語）.
7. Lewis, Robert Alan. Lewis' dictionary of toxicology. CRC Press. 1998: 260. ISBN 1-56670-223-2. 含有內容需登入查看的頁面 (link)
8. Jeanne Mager Stellman (編). Halogens and their compounds. Encyclopaedia of occupational health and safety 4th. International Labour Organization: 104.210. 1998. ISBN 92-2-109817-6.