一氧化三碳

一氧化三碳,化學式C3O,是一種高活性的碳氧化物自由基,可在外太空找到,也能在實驗室瞬時合成,可以將其截留在惰性氣體基質英語inert gas matrix中或製成短壽命氣體。C3O可以被歸類為烯酮或是雜多烯英語heterocumulene[2]

一氧化三碳
IUPAC名
3-oxo-1,2-Propadienylidene
別名 3-Oxopropadienylidene
識別
CAS號 11127-17-6  checkY
SMILES
 
  • [C-]#CC#[O+]
InChI
 
  • InChI=1S/C3O/c1-2-3-4
InChIKey ZCNKODXATWVMAO-UHFFFAOYSA-N
性質
化學式 C3O
摩爾質量 52.03 g·mol−1
外觀 氣體
相關物質
相關化學品 一氧化碳
一氧化二碳
一氧化四碳
一硫化三碳
二氰乙炔
HCCCO[1]
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

天然存在

在黑暗寒冷的金牛座分子雲1[3]和原恆星Elias 18中都探測到了C3O的微波光譜。[4]

它的產生過程推測為:[5]

HC+
3
+ CO2 → HC3O+ + CO
HC3O+ → C3O + H+

[4]

C2 + CO → C3O(低溫下更常見)

雖然氧比硫常見20倍,但類似的C3S在暗分子雲里更常見。這個差別是因為較高的生成率和C3S的低極性導致的。[4]

性質

C3O分子不能長時間存在。在1 Pa的低壓下,它們的壽命為一秒鐘。[6]一氧化三碳是線形分子。[5]

原子1 原子2 鍵長
Å[5]
力常數
mdyn/Å[7]
CCC-O C1 O 1.149 14.94
CC-CO C2 C1 1.300 1.39
C-CCCO C3 C2 1.273 6.02

它的質子親合能為885 kJmol−1[5]偶極矩 2.391 D。[8]一氧化三碳的氧原子有正電荷,而最末端的碳原子有負電荷。[5]這個分子的兩個末端應該都是三鍵,中間則是單鍵,和氰氣是等電子體。[9]

參考資料

  1. ^ Cooksy, A. L.; Watson, J. K. G.; Gottlieb, C. A.; Thaddeus, P. The rotational spectrum of the carbon chain radical HCCCO. The Astrophysical Journal. 1992-02, 386: L27 [2022-03-02]. Bibcode:1992ApJ...386L..27C. ISSN 0004-637X. doi:10.1086/186284. (原始內容存檔於2018-06-08) (英語). 
  2. ^ Ruppel, Raimund. Neue Heterokumulene und Carbene (PDF). Gießen: Justus-Liebig-Universität: 13. 1999 [2016-11-10]. (原始內容 (PDF)存檔於2021-11-04) (德語). 
  3. ^ Matthews, H. E.; Irvine, W. M.; Friberg, P; Brown, R. D.; Godfrey, P. D. A new interstellar molecule: tricarbon monoxide. Nature. 12 July 1984, 310 (5973): 125–126. Bibcode:1984Natur.310..125M. PMID 11541993. S2CID 4335136. doi:10.1038/310125a0. 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 Abbas, Haider. Neutral-neutral reactions for the formation of C3O and C3S. Astrophysics and Space Science. 6 February 2014, 351 (1): 53–57. Bibcode:2014Ap&SS.351...53A. S2CID 124813337. doi:10.1007/s10509-014-1809-y. 
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 Botschwina, Peter. A theoretical investigation of the astrophysically important molecules C3O and HC3O+. The Journal of Chemical Physics. 1989, 90 (8): 4301–4313. Bibcode:1989JChPh..90.4301B. doi:10.1063/1.455787. 
  6. ^ Information, Reed Business. Theory predicts a new oxide of carbon. New Scientist. 9 May 1985, (1455): 21 [10 November 2016]. (原始內容存檔於2022-03-04). 
  7. ^ DeKock, R. L.; Weltner, W. C2O, CN2, and C3O molecules. Journal of the American Chemical Society. December 1971, 93 (25): 7106–7107. doi:10.1021/ja00754a081. 
  8. ^ Baceiredo, Antoine. Transition Metal Complexes of Neutral Eta1-Carbon Ligands. Springer Science & Business Media. 2010: 247–248 [2022-03-04]. ISBN 9783642047213. (原始內容存檔於2022-05-01). 
  9. ^ Brown, Ronald D.; Pullin, David E.; Rice, Edward H. N.; Rodler, Martin. The infrared spectrum and force field of tricarbon monoxide. Journal of the American Chemical Society. December 1985, 107 (26): 7877–7880. doi:10.1021/ja00312a013. 

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