七氧化二氯

七氧化二氯是一种氯的氧化物，化学式为Cl₂O₇，是高氯酸的酸酐。可由高氯酸与五氧化二磷反应制得。^[1]

${\displaystyle {\ce {2HClO4 + P4O10 -> Cl2O7 + H2P4O11}}}$

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  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，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

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成高氯酸, 不在水溶液里的高氯酸也是很危险的。

2 sources

结构

Cl₂O₇是吸热化合物，意味着它本质上不稳定，会分解为其组成元素，并释放能量：^[3]

${\displaystyle {\ce {2Cl2O7 -> 2Cl2 + 7O2}}}$ ${\displaystyle \left(\Delta H^{\circ }=-132\mathrm {kcal} /\mathrm {mol} \right)}$

Cl₂O₇的Cl−O−Cl键角为 118.6°，中间Cl−O键的键长为1.709 Å，Cl=O键长则为1.405 Å。^[1]七氧化二氯中的氯达到了最高的氧化态+7，但它其实是共价化合物。

1 sources

反应

七氧化二氯在四氯化碳里和一级/二级胺反应，产生高氯酰胺：^[4]

${\displaystyle {\ce {2RNH2 + Cl2O7 -> 2RNHClO3 + H2O}}}$

${\displaystyle {\ce {2R2NH + Cl2O7 -> 2R2NClO3 + H2O}}}$

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]

七氧化二氯和醇的反应会生成高氯酸酯。^[6]

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

虽然Cl₂O₇是最稳定的氯的氧化物，但它仍是强氧化剂，可通过火焰、机械冲击、与碘接触而引爆。^[7]不过，它的氧化性不如其它氯的氧化物强，并且在低温时不会侵蚀硫、磷、纸。^[1]它对人体的影响与氯气相似，需要与它相同的预防措施。^[8]

2 sources

参考文献

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. （原始内容存档于2022-04-25） （英语）.
7. Lewis, Robert Alan. Lewis' dictionary of toxicology. CRC Press. 1998: 260. ISBN 1-56670-223-2. 含有内容需登入查看的页面 (link)
8. 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.