二氧化氯的分子结构

Cl02常温下为带浅绿色的黄色有毒气体，当浓度增大时颜色由黄色变为橘红色，液态时

呈红棕色，固态为黄色。Cl02蒸气在外观和味道与氯气很相似，有与氯气类似的刺激性臭味。

气体密度为空气的2.4倍。在冷却并超过- 40℃时，Cl02变为深红色（或红褐色）液体；温

度低于-59℃时为橙黄色固体；在低温条件下Cl02有各种水合物，包括有Cl02·6H20，

Cl02·8Hz0和Cl02·lOH20。

  二氧化氯易溶于水，在4℃、1.01×l05Pa（一个标准大气压）时1体积的水可溶解20

体积的二氧化氯，溶解度是氯气的5倍。在20℃、1. 01×los Pa（一个标准大气压）时，它

在水中的溶解度为8.3 g/L，pH中性条件下的离解常数为1.2×101，即基本保持在不离解

的状态‘日。二氧化氯饱和溶液的质量分数为5. 7%。与氯气不同，二氧化氯在水中不发生水

解，也不聚合，不与水发生化学反应，pH为2～9范围内在水中以一种纯粹的溶解性气体

存在。二氧化氯的挥发性较强，稍一曝气即从溶液中逸出，其液态和气态极不稳定，与空

气混合的体积比大于10%时或水溶液含量大于30%时，受到强光或强烈振动时可能发生爆

炸。工业上经常使用空气和惰性气体冲淡二氧化氯，使其含量小于8%～10%。二氧化氯易

溶于水，溶于碱溶液、硫suan。它溶于水时易挥发，遇热则分解成次氯suan、氯气、氧气，受

光也易分解。二氧化氯在微suan化条件下可抑制它的歧化，从而加强其稳定性。二氧化氯溶

液于避光条件下才能稳定，须置于阴凉处，严格密封。因此，二氧化氯通常是现用现制。

但二氧化氯溶液浓度在lOg/L以下时，基本没有爆炸危险。一般水厂所用二氧化氯溶液很

萎篓挚严’加注量基本为o．1—5mg/Lo若在溶液中加入稳定剂’可以确保其在贮运时的安全。

1

  为解决二氧化氯的贮运问题，人们开发出了稳定性二氧化氯。液体稳定性二氧化氯为透明

至微黄色水溶液，在5～95℃下性质稳定（能贮存二年），便于运输，它的有效二氧化氯含量

一般在2%（质量分数）以J。固体稳定性二氧化氯易溶于水，其中含二氧化氯2%～5%（质

量分数），使用简单、携带方便。有关稳定性二氧化氯的介绍见第二章。

L 2二氧化氯的分子结构

  不论价键理论还是分子轨道理论，都给出了Cl02的电子对排布是平面三角形‘“。氯原

子采取。pz杂化，孤电子对占据一个杂化轨道，分子的形状为A形，O-Cl-0键角为

(117. 70±1.7)。，在分子中还存在一个离域Ⅱ键垂直于分子平面，Cl-0键长为0.147nm

[见图1-1(。)]，具有明显的双键特征，虽然是奇电子（有顺磁性），但没有明显的二聚倾

向，几乎全部以单体自由基的形式存在。如果Cl02得到Imol电子将变为Cl02离子，此时

氯原子采取sps杂化，两个孤电子对占据2个杂化轨道，Cl02离子中O-Cl-0键角为

110. 50。，Cl-0键长为0.156nm[见图1-1 (b)]。在分子中还存在一个离域的Ⅱ键垂直于

分子平面（见图1-2）。

Cl02    Cloi

(a1    (b)

图1-1  Cl02和a02的结构

1.3二氧化氯的蒸汽压、密度

1.3.1二氧化氯的蒸汽压、密度

二氧化氯的蒸汽压、密度‘”见表1—2，表1-3。

衰1-2    二氧化氯蒸汽压

强∥：兰蕊迤。

    #{

    图1—2离域丌键结构

表1-3

=氧化氯密度

1.3.2二氧化氯在水、醋suan和硫suan溶液中的密度

  二氧化氯可溶于水、醋suan、硫suan溶液中。二氧化氯在水、醋suan和硫suan溶液中的密度‘”见表

  ^《

  飞痧

  ^《

  ◇

1-4、表1-5、表1-6。

衰1-4    二氧化氨水溶液密度

lO.O%HAe          24.8%HAe     .    49.6%HAe           76.5%HAe

9.7%HZS04        28.8%H2S04        40.4%H2S04         56.2%HZS04

浓度／(g／L)密度/(g/cm3)浓度／(g／L)密度/(g/cm')