一氧化三碳

一氧化三碳,化学式C3O,是一种高活性的碳氧化物自由基,可在外太空找到,也能在实验室瞬时合成,可以将其截留在惰性气体基质英语inert gas matrix中或制成短寿命气体。C3O可以被归类为烯酮或是杂多烯英语heterocumulene[2]

一氧化三碳
IUPAC名
3-oxo-1,2-Propadienylidene
别名 3-Oxopropadienylidene
识别
CAS号 11127-17-6  checkY
SMILES
 
  • [C-]#CC#[O+]
InChI
 
  • InChI=1S/C3O/c1-2-3-4
InChIKey ZCNKODXATWVMAO-UHFFFAOYSA-N
性质
化学式 C3O
摩尔质量 52.03 g·mol−1
外观 气体
相关物质
相关化学品 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]
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。

天然存在

在黑暗寒冷的金牛座分子云1[3]和原恒星Elias 18中都探测到了C3O的微波光谱。[4]

它的产生过程推测为:[5]

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

[4]

C2 + CO → C3O(低温下更常见)

虽然氧比硫常见20倍,但类似的C3S在暗分子云里更常见。这个差别是因为较高的生成率和C3S的低极性导致的。[4]

性质

C3O分子不能长时间存在。在1 Pa的低压下,它们的寿命为一秒钟。[6]一氧化三碳是线形分子。[5]

原子1 原子2 键长
Å[5]
力常数
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

它的质子亲合能为885 kJmol−1[5]偶极矩 2.391 D。[8]一氧化三碳的氧原子有正电荷,而最末端的碳原子有负电荷。[5]这个分子的两个末端应该都是三键,中间则是单键,和氰气是等电子体。[9]

参考资料

  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. (原始内容存档于2018-06-08) (英语). 
  2. ^ Ruppel, Raimund. Neue Heterokumulene und Carbene (PDF). Gießen: Justus-Liebig-Universität: 13. 1999 [2016-11-10]. (原始内容 (PDF)存档于2021-11-04) (德语). 
  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]. (原始内容存档于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. (原始内容存档于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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