塩素酸塩は、塩素原子が+5の酸化状態にあるClO − 3アニオンの一般名です。この用語は、このアニオンを含む化学化合物を指すこともあり、塩素酸塩は塩素酸の塩です。塩素の他のオキシアニオンは、「塩素酸塩」の後に括弧で塩素の酸化状態を示すローマ数字を付けて命名できます。たとえば、過塩素酸塩として一般的に呼ばれるClO − 4イオンは、塩素酸塩(VII)とも呼ばれます。
価電子殻電子対反発理論の予測どおり、塩素酸アニオンは三角錐構造を持つ。
塩素酸塩は強力な酸化剤であるため、有機物や酸化されやすい物質から遠ざけておく必要があります。塩素酸塩と可燃性物質(砂糖、おがくず、木炭、有機溶剤、金属など)の混合物は、容易に爆燃を起こします。塩素酸塩はかつてこの理由から花火に広く用いられていましたが、その不安定性から使用頻度は減少しました。現在では、かつて塩素酸塩を使用していた花火の用途のほとんどで、より安定性の高い過塩素酸塩が代わりに使用されています。
塩素酸イオンは、すべてのCl–O結合の長さが同じ(塩素酸カリウムでは1.49 Å [ 1 ])であり、塩素原子が超原子価であるため、1つのルイス構造だけで満足に表すことはできません。その代わりに、塩素酸イオンは複数の共鳴構造のハイブリッドとして考えられることがよくあります。
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金属塩素酸塩は、 KOHなどの高温の金属水酸化物に塩素を加えることによって調製できる。
この反応では、塩素は還元と酸化の両方の不均化反応を起こします。酸化数0の塩素は、塩化物イオン(Cl⁻;酸化数-1)と塩素酸イオン(ClO⁻3;酸化数+5)を生成します。一方、低温の金属水酸化物水溶液と塩素の反応では、塩化物イオンと次亜塩素酸イオン(酸化数+1)が生成されます。
塩素酸ナトリウムの工業規模合成は、塩素ガスではなく塩化ナトリウム水溶液(塩水)を原料とする。電気分解装置で塩素と水酸化ナトリウム を混合できる場合、上述の不均化反応が起こる。反応物を50~70 ℃まで加熱するには、電気分解に用いる電力を使用する。
2010年の研究では、世界中に天然の塩素酸塩鉱床が存在することが発見され、乾燥地域や極乾燥地域では比較的高い濃度が見つかっています。[ 2 ]降雨サンプル中の塩素酸塩も測定され、その量は過塩素酸塩と類似していました。塩素酸塩と過塩素酸塩は共通の自然形成メカニズムを共有しており、塩素の生物地球化学サイクルの一部である可能性があると考えられています。微生物の観点からは、天然の塩素酸塩の存在は、塩素酸塩を塩化物に還元できるさまざまな微生物が存在する理由も説明できます。さらに、塩素酸塩還元の進化は古代の現象である可能性があり、現在までに記述されているすべての過塩素酸塩還元細菌は、末端電子受容体として塩素酸塩も利用しています。[ 3 ]現在、塩素酸塩が主成分の鉱物は知られていないことを明確に述べておく必要があります。これは、塩素酸アニオンが既知の鉱物種において置換としてのみ存在するか、あるいは最終的には、間隙充填溶液中に存在することを意味します。[ 4 ]
2011年、ジョージア工科大学の研究により、火星に塩素酸マグネシウムが存在することが明らかになった。 [ 5 ]
塩素酸塩の例としては、
「塩素酸塩」という語の後に括弧で囲まれたローマ数字が付いている場合、これはオキシアニオンが示された酸化状態の塩素を含んでいることを示します。
この慣例を用いると、「塩素酸塩」とはあらゆる塩素オキシアニオンを意味する。通常、「塩素酸塩」とは+5の酸化状態にある塩素のみを指す。
塩素酸塩は比較的毒性が強いが、還元されると一般的に無害な塩化物を生成する。