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Clorometano
	formula di struttura
Nome IUPAC
	clorometano
Nomi alternativi
	cloruro di metile; metilcloruro
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	CH3Cl
Massa molecolare (u)	50,49 g/mol
Aspetto	gas incolore
Numero CAS	74-87-3
Numero EINECS	200-817-4
PubChem	6327
SMILES	CCl
Proprietà chimico-fisiche
Densità (kg·m−3, in c.s.)	0,915
Solubilità in acqua	0,5325 g/100 ml (20 °C)
Coefficiente di ripartizione 1-ottanolo/acqua	1,113
Temperatura di fusione	−97 °C (176 K)
Temperatura di ebollizione	−24 °C (249 K) (1013 hPa)
Indicazioni di sicurezza
Limiti di esplosione	19%
Temperatura di autoignizione	632 °C (905 K)
Simboli di rischio chimico
	pericolo
Frasi H	220 - 280 - 351 - 373
Consigli P	210 - 281 - 410+403
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Il clorometano, noto anche con il nome di cloruro di metile o metil cloruro, o anche per mezzo delle sigle commerciali R-40 o HCC 40, è un composto chimico di formula CH₃Cl. È un alometano e in particolare un alogenuro alchilico. A temperatura ambiente si presenta in forma gassosa o gas liquefatto sotto pressione; è incolore, di odore leggermente etereo^[2] ed è riportato avere sapore dolce;^[3] è molto infiammabile e può formare miscele esplosive in aria.^[2]

In passato è stato utilizzato largamente come refrigerante, tuttavia i rischi connessi alla sua tossicità ne hanno ridotto l'impiego ed oggigiorno non è più utilizzato nei prodotti di largo consumo.

Il clorometano fu sintetizzato per la prima volta dai chimici francesi Jean Baptiste Dumas e Eugène-Melchior Péligot nel 1835, facendo bollire una miscela di metanolo, acido solforico e cloruro di sodio. Questa sintesi è tuttora alla base del metodo di preparazione odierno.

Proprietà e struttura molecolare

A temperatura ambiente il cloruro di metile è tecnicamente un vapore, la sua temperatura critica è infatti 144 °C; è più pesante dell'aria e moderatamente solubile in acqua (1% in massa a 25 °C)^[4] ma è solubile nei comuni solventi organici (es. acetone, alcool, etere) e negli oli minerali.

Il cloruro di metile è un composto stabile: ΔH_ƒ° = -83,68 kJ/mol.^[5] La molecola CH₃Cl è di tipo tetraedrico con simmetria C_3v,^[6] con l'atomo di carbonio centrale ibridato sp³. Il suo momento dipolare è notevole e risulta pari a 1,8974 D,^[7] praticamente uguale a quello di H₂O (1,86 D), ed è leggermente minore che nel fluoruro di metile (1,8584 D),^[8] molecola analoga ed isoelettronica di valenza.

Da indagini spettroscopiche vibrazionali (infrarosso) è stato possibile ricavare, tra l'altro, distanze ed angoli di legame:^[9]

r(C–H)) = 109,0 pm; r(C–Cl) = 178,5 pm;

∠(HCH) = 110,75°; ∠(HCF) = 108,16°.

Similmente a quanto accade per il fluoruro di metile, mentre i legami C–H hanno lunghezze praticamente normali (109 pm^[10]), il legame del carbonio con l'alogeno, qui C–Cl, è lievemente più lungo del normale (177 pm^[10]).

Gli angoli HCH sono lievemente maggiori di quello tetraedrico (109,5°) e quello HCCl con il cloro è lievemente minore. Lo stesso andamento qualitativo si osserva per il fluoruro di metile. Queste differenze rispetto ai valori attesi per un'ibridazione sp³ del carbonio centrale, seppur lievi, si inquadrano nell'ambito della regola di Bent.^[11]^[12]

Questa prevede un minor carattere s per gli orbitali ibridi con cui il carbonio si lega ad atomi più elettronegativi di altri, qui Cl rispetto ad H e, viceversa, un maggior carattere s per gli orbitali ibridi con cui il carbonio si lega ad atomi meno elettronegativi di altri, qui H rispetto a Cl; ovviamente, a minor carattere s corrisponde un maggior carattere p, perché l'ibridazione complessiva dell'atomo di carbonio resta sp³.^[13] Un aumento del carattere s comporta un'apertura dell'angolo di legame rispetto all'angolo tetraedrico,^[13] come si evidenzia qui per l'angolo HCH, e viceversa per quello HCCl.

Chimica ionica in fase gassosa

La molecola CH₃Cl ha un'energia di ionizzazione pari a 11,26 eV,^[14] significativamente minore di quella del CH₃F (12,50 eV).^[15]

L'affinità protonica del cloruro di metile, che è una misura della sua basicità intrinseca, è pari a 647,3 kJ/mol.^[14]

H₃C–Cl _(g) + H⁺ _(g) → [H₃C–Cl-H]⁺ _(g)

Questa affinità protonica è un ben maggiore di quella del fluoruro di metile (598,9 kJ/mol),^[15] ma minore di quella dell'acqua (691 kJ/mol),^[16] e molto maggiore rispetto al metano (543,5 kJ/mol), che quindi è molto meno basico.^[17] Sperimentalmente l'affinità protonica degli alogenuri di alchile aumenta all'aumentare del numero atomico dell'alogeno e quindi, rispetto a CH₃Cl, è ancora maggiore in CH₃Br e in CH₃I.^[18]

Per quanto riguarda l'acidità in fase gassosa, tuttavia, pur essendo il cloruro di metile più basico del fluoruro di metile, risulta essere contemporaneamente più acido: si liberano 1672±10 kJ/mol per l'assunzione di un H⁺ da parte dell'anione CH₂Cl⁻^[19] contro 1756 ±19 kJ/mol per l'anione CH₂F⁻.^[20]

Note

^ scheda del clorometano su IFA-GESTIS Archiviato il 16 ottobre 2019 in Internet Archive.
^ ^a ^b GESTIS-Stoffdatenbank, su gestis.dguv.de. URL consultato il 9 febbraio 2023.
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^ chloromethane, su www.stenutz.eu. URL consultato il 9 febbraio 2023.
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^ ^a ^b J.B. Hendrickson, D.J. Cram e G.S. Hammond, CHIMICA ORGANICA, traduzione di A. Fava, 2ª ed., Piccin, 1973, pp. 57-61.
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