Χλωρικά

Χλωρικό (Chlorate) είναι η κοινή ονομασία του ανιόντος , του οποίου το άτομο χλωρίου βρίσκεται στην κατάσταση οξείδωσης +5. Ο όρος μπορεί επίσης να αναφέρεται σε χημικές ενώσεις που περιέχουν αυτό το ανιόν, με τα χλωρικά να είναι τα άλατα του χλωρικού οξέος. Άλλα οξυανιόντα χλωρίου μπορούν να ονομαστούν "χλωρικά" ακολουθούμενα από έναν λατινικό αριθμό σε παρένθεση που υποδηλώνει την κατάσταση οξείδωσης του χλωρίου: π.χ., το ιόν  που συνήθως ονομάζεται υπερχλωρικό μπορεί επίσης να ονομαστεί χλωρικό(VII).

Όπως προβλέπεται από τη Θεωρία άπωσης ζευγών ηλεκτρονίων της στοιβάδας σθένους, τα χλωρικά ανιόντα έχουν τριγωνικές πυραμιδικές δομές.

Τα χλωρικά είναι ισχυρά οξειδωτικά μέσα και πρέπει να φυλάσσονται μακριά από οργανικές ουσίες ή εύκολα οξειδούμενα υλικά. Μείγματα χλωρικών αλάτων με σχεδόν οποιοδήποτε εύφλεκτο υλικό (ζάχαρη, πριονίδι, ξυλάνθρακας, οργανικοί διαλύτες, μέταλλα κ.λπ.) θα αναφλεγούν εύκολα. Τα χλωρικά χρησιμοποιούνταν κάποτε ευρέως στην πυροτεχνική για αυτόν τον λόγο, αν και η χρήση τους έχει μειωθεί λόγω της αστάθειάς τους. Οι περισσότερες πυροτεχνικές εφαρμογές που παλαιότερα χρησιμοποιούσαν χλωρικά χρησιμοποιούν τώρα τα πιο σταθερά υπερχλωρικά.

 Δομή και δεσμοί 
Το χλωρικό ιόν δεν μπορεί να αναπαρασταθεί ικανοποιητικά από μία μόνο δομή Lewis, αφού όλοι οι δεσμοί Cl–O έχουν το ίδιο μήκος (1,49 Å στο χλωρικό κάλιο Το χλωρικό ιόν δεν μπορεί να αναπαρασταθεί ικανοποιητικά από μία μόνο δομή Lewis, αφού όλοι οι δεσμοί Cl–O έχουν το ίδιο μήκος (1,49 Å στο χλωρικό κάλιο),  και το άτομο του χλωρίου είναι υπερσθενές. Αντίθετα, θεωρείται συχνά ως ένα υβρίδιο πολλαπλών δομών συντονισμού: και το άτομο χλωρίου είναι υπερσθενές. 

400px| Δομές συντονισμού του χλωρικού ιόντος

Παρασκευή

Εργαστήριο
Τα χλωρικά μετάλλων μπορούν να παρασκευαστούν προσθέτοντας χλώριο σε θερμά μεταλλικά υδροξείδια όπως KOH:

Σε αυτήν την αντίδραση, το χλώριο υφίσταται αυτοοξειδοαναγωγή, τόσο αναγωγή όσο και οξείδωση. Το χλώριο, με αριθμό οξείδωσης 0, σχηματίζει χλωρίδιο (Cl−, αριθμός οξείδωσης −1) και χλωρικό(V) (•με αριθμό οξείδωσης +5). Η αντίδραση ψυχρών υδατικών μεταλλικών υδροξειδίων με χλώριο παράγει το χλωρίδιο και υποχλωριώδες (αριθμός οξείδωσης +1) αντ' αυτού.

Βιομηχανία
Η σύνθεση σε βιομηχανική κλίμακα για το χλωρικό νάτριο ξεκινά από ένα υδατικό διάλυμα χλωριούχου νατρίου (άλμη) και αντί για αέριο χλώριο. Εάν ο εξοπλισμός ηλεκτρόλυσης επιτρέπει την ανάμειξη του χλωρίου και του υδροξειδίου του νατρίου, τότε συμβαίνει η αντίδραση αυτοοξειδοαναγωγής που περιγράφεται παραπάνω. Η θέρμανση των αντιδρώντων στους 50–70 °C εκτελείται από την ηλεκτρική ισχύ που χρησιμοποιείται για την ηλεκτρόλυση.

Εμφάνιση στη φύση
Μια μελέτη του 2010 ανακάλυψε την παρουσία φυσικών κοιτασμάτων χλωρικών σε όλο τον κόσμο, με σχετικά υψηλές συγκεντρώσεις να εντοπίζονται σε άνυδρες και υπεράνυδρες περιοχές. Το χλωρικό μετρήθηκε επίσης σε δείγματα βροχόπτωσης με ποσότητα χλωρικών παρόμοια με το υπερχλωρικά. Υπάρχει η υποψία ότι τα χλωρικά και τα υπερχλωρικά μπορεί να μοιράζονται έναν κοινό φυσικό μηχανισμό σχηματισμού και θα μπορούσαν να αποτελούν μέρος του κύκλου βιογεωχημείας του χλωρίου. Από μικροβιακής άποψης, η παρουσία φυσικών χλωρικών θα μπορούσε επίσης να εξηγήσει γιατί υπάρχει μια ποικιλία μικροοργανισμών ικανών να ανάγουν τα χλωρικά σε χλωρίδιο. Επιπλέον, η εξέλιξη της αναγωγής των χλωρικών μπορεί να είναι ένα αρχαίο φαινόμενο, καθώς όλα τα βακτήρια που ανάγουν τα υπερχλωρικά που έχουν περιγραφεί μέχρι σήμερα χρησιμοποιούν επίσης χλωρικά ως τελικό δέκτη ηλεκτρονίων. Θα πρέπει να δηλωθεί σαφώς ότι προς το παρόν δεν είναι γνωστά ορυκτά με κυρίαρχη την χλωρική ομάδα. Αυτό σημαίνει ότι το χλωρικό ανιόν υπάρχει μόνο ως υποκατάστατο στο γνωστό ορυκτό είδος ή – τελικά – υπάρχει στα διαλύματα πλήρωσης πόρων.

Το 2011, μια μελέτη του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Τζόρτζια αποκάλυψε την παρουσία χλωρικού μαγνησίου στον πλανήτη Άρη.

 Ενώσεις (άλατα)

Παραδείγματα χλωρικών περιλαμβάνουν
 το χλωρικό κάλιο, KClO3
 το χλωρικό νάτριο, NaClO3
 το χλωρικό μαγνήσιο, Mg(ClO3)2

 Άλλα οξυανιόντα 
Εάν ένας ρωμαϊκός αριθμός σε παρένθεση ακολουθεί τη λέξη χλωρικό, αυτό υποδηλώνει ότι το οξυανιόν περιέχει χλώριο στην υποδεικνυόμενη κατάσταση οξείδωσης, δηλαδή:

 Κοινό όνομα  Όνομα με ρωμαϊκά  Κατάσταση οξείδωσης  Τύπος Υποχλωριώδες  χλωρικό(I)  +1  ClO− Χλωριώδες  χλωρικό(III)  +3   Χλωρικό  χλωρικό(V)  +5   Υπερχλωρικό  χλωρικό(VII)  +7  

Χρησιμοποιώντας αυτήν τη σύμβαση, ο όρος χλωρικό σημαίνει οποιοδήποτε οξυανιόν χλωρίου. Συνήθως, ο όρος χλωρικό αναφέρεται μόνο στο χλώριο στην κατάσταση οξείδωσης +5.

Τοξικότητα
Τα χλωρικά είναι σχετικά τοξικά, αν και σχηματίζουν γενικά αβλαβή χλωρίδια κατά την αναγωγή.

Παραπομπές

Εξωτερικοί σύνδεσμοι