Метаний

редактировать
метаний
Атом углерода, несущий формальный заряд +1, одинарно связан с каждым из пяти атомов водорода. «Истинный» метан, метастабильное переходное состояние CH + 5
Атом углерода одинарно связан с каждым из трех атомов водорода и входит в трехцентровую двухэлектронную связь с двумя дополнительными атомами водорода, причем группа в целом несет заряд +1. Метаний, CH 3 (ЧАС 2 ) +
Имена
Другие названия карбоний (не рекомендуется из-за нескольких определений)
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
PubChem CID
ИнЧИ
  • истинный метан: InChI = 1S / CH5 / h1H5 / q + 1 Ключ: PXOFOHGGCICFQD-UHFFFAOYSA-N
  • флюсионный метан: InChI = 1S / CH5 / c1-2 / h2H, 1H3 / q + 1 Ключ: AJLDAZFHECSILY-UHFFFAOYSA-N
Улыбки
  • истинный метан: [C + H5]
  • флюсионный метан: [CH3 +]. [HH]
Характеристики
Химическая формула CH 5 +
Молярная масса 17,050  г моль -1
Основание конъюгата Метан
Состав
Молекулярная форма тригонально-бипирамидный
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

В химии, methanium представляет собой комплекс положительных ионов с формулой [ СН 3 (ЧАС 2 ) ] +, а именно молекула с одним атомом углерода, связанным с тремя атомами водорода и одной молекулой водорода, несущая электрический заряд +1. Это суперкислота и один из ониевых ионов, действительно, простейший ион карбония.

Метан может производиться в лаборатории в виде разреженного газа или в виде разбавленных сверхкислот. Впервые он был подготовлен в 1950 году и опубликован в 1952 году Виктором Талроузом и его помощницей Анной Константиновной Любимовой. Он встречается как промежуточный компонент в химических реакциях.

Ион метания назван в честь метана ( CH 4 ), по аналогии с образованием иона аммония ( NH + 4 ) из аммиака ( NH 3 ).

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 Структура
  • 2 Подготовка
  • 3 Стабильность и реакции
  • 4 ссылки

Состав

Метаний можно представить как CH + 3 ион карбения с молекулой водорода, взаимодействующей с пустой орбиталью по связи 3-центр-2-электрон. Связующая электронная пара в молекуле H 2 разделяется между двумя атомами водорода и одним атомом углерода, составляющими связь 3-центр-2-электрон.

Два атома водорода в молекуле H 2 могут непрерывно обмениваться положениями с тремя атомами водорода в молекуле CH. + 3 ion (изменение конформации, называемое псевдовращением, в частности механизмом Берри ). Поэтому ион метания считается подвижной молекулой. Энергетический барьер для обмена довольно низок и возникает даже при очень низких температурах.

Инфракрасная спектроскопия использовалась для получения информации о различных конформациях иона метания. В ИК-спектре простого метана есть две полосы CH от симметричного и асимметричного растяжения около 3000 см -1 и две полосы около 1400 см -1 от симметричных и асимметричных изгибных колебаний. В спектре CH + 5 три асимметричных валентных колебания присутствуют в районе 2800–3000 см -1, колебание качания при 1300 см -1 и изгибное колебание при 1100 1300 см -1.

Подготовка

Метаний можно получить из метана под действием очень сильных кислот, таких как фторированная сурьма ( пентафторид сурьмы SbF 5 во фтористом водороде HF).

При давлении около 270 Па и температуре окружающей среды ион метана CH + 4 будет реагировать с нейтральным метаном с образованием метания и метильного радикала :

CH + 4 + CH 4 → CH + 5 + CH 3

Стабильность и реакции

Катионы, полученные реакцией метана с SbF 5 + HF стабилизируются за счет взаимодействия с молекулами HF.

При низком давлении (около 1 мм рт. Ст.) И температуре окружающей среды метан не реагирует с нейтральным метаном.

Рекомендации

  1. ^ Химия, Международный союз теоретических и прикладных наук (2009). «ион карбония». Сборник химической терминологии ИЮПАК. Сборник химической терминологии ИЮПАК. ИЮПАК. DOI : 10.1351 / goldbook.C00839. ISBN   978-0-9678550-9-7. Проверено 27 ноября 2018 года.
  2. ^ VL Talrose и А. К. Любимова, Докл. Акад. АН СССР, 86, 909-912 (1952) (на русском языке: Тальрозе, В. Л., А. К. Любимова. "Вторичные процессы в ионном источнике масс-спектрометра". ДАН СССР 86 (1952): 909-912)
  3. ^ Николаев, Евгений (1998). «Виктор Талроуз: признательность». Журнал масс-спектрометрии. 33 (6): 499–501. Bibcode : 1998JMSp... 33..499N. DOI : 10.1002 / (SICI) 1096-9888 (199806) 33: 6 lt;499:: AID-JMS684gt; 3.0.CO; 2-C. ISSN   1076-5174.
  4. ^ Расул, Голам; Пракаш, Г. К. Сурья; Олах, Джордж А. (2011). «Сравнительное исследование гиперкоординированных ионов карбония и их борных аналогов: задача для спектроскопистов». Письма по химической физике. 517 (1–3): 1–8. Bibcode : 2011CPL... 517.... 1R. DOI : 10.1016 / j.cplett.2011.10.020.
  5. ^ Шрайнер, Питер Р.; Ким, Сын Джун; Шефер, Генри Ф.; фон Раге Шлейер, Пол (1993). " CH + 5 : Бесконечная история или последнее слово? ». Журнал химической физики. 99 (5): 3716–3720. Doi : 10.1063 / 1.466147.
  6. ^ Мюллер, Хендрик; Куцельнигг, Вернер; Нога, Йозеф; Клоппер, Вим (1997). «CH5 +: история продолжается. Явно коррелированное исследование связанных кластеров». Журнал химической физики. 106 (5): 1863. Bibcode : 1997JChPh.106.1863M. DOI : 10.1063 / 1.473340.
  7. ^ Белый, Эдмунд Т.; Тан, Цзянь; Ока, Такеши (1999). " CH + 5 : Наблюдаемый инфракрасный спектр ". Science. 284 (5411): 135–7. Bibcode : 1999Sci... 284..135W. Doi : 10.1126 / science.284.5411.135. PMID   10102811.
  8. ^ Oskar Asvany, Падма Kumar P; Редлих, Бритта; Гегеманн, Илка; Шлеммер, Стефан; Маркс, Доминик (2005). "Понимание инфракрасного спектра голого СН + 5 ». Наука. +309 (+5738):. 1219-1222 Bibcode : 2005Sci... 309.1219A. Дои : 10.1126 / science.1113729. PMID   15994376. S2CID   28745636.
  9. ^ Хуан, Синьчуань; Маккой, Энн Б.; Боуман, Джоэл М. ; Джонсон, Линдси М.; Сэвидж, Чандра; Донг, Фэн; Несбитт, Дэвид Дж. (2006). «Квантовая деконструкция инфракрасного спектра CH + 5 ". Наука. 311 (5 757):. 60-63 Bibcode : 2006Sci... 311... 60H. Дои : 10.1126 / science.1121166. PMID   16400143. S2CID   26158108.
  10. ^ Sommer, J.; Йост, Р. (2000). «Ионы карбения и карбония в катализируемой жидкостью и твердой суперкислотой активации малых алканов» (PDF). Чистая и прикладная химия. 72 (12): 2309–2318. DOI : 10,1351 / pac200072122309. S2CID   46627813.
  11. ^ а б Поле, FH; Мансон, MSB (1965). «Реакции газообразных ионов. XIV. Масс-спектрометрические исследования метана при давлениях до 2 Торр». Журнал Американского химического общества. 87 (15): 3289–3294. DOI : 10.1021 / ja01093a001.
Последняя правка сделана 2024-01-02 08:38:14
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте