Поликарбонил
Поликарбонил (также известный как полимерный CO , p-CO или поли-CO ) представляет собой твердый, метастабильный и взрывоопасный полимер углерода монооксида . [1] Полимер получают путем воздействия на окись углерода высоким давлением. Структура твердого тела кажется аморфной , но может включать зигзаг из равноотстоящих друг от друга групп CO . [2]
Формирование
[ редактировать ]Поли-CO может производиться при давлении 5,2 ГПа; он аморфный , имеет цвет от желтого до темно-красного. [3] Полимеризация катализируется синим светом при несколько более низких давлениях в δ-фазе твердого CO. [4] Еще одну белую кристаллическую фазу можно получить при более высоких температурах — 6 или 7 ГПа. [1]
из карбида вольфрама Р. Дж. Миллс обнаружил это твердое вещество, которое впервые было получено на наковальне в 1947 году. Первоначально считалось, что это полимерный перекись углерода , но образование не дает никаких побочных газовых продуктов, таких как диоксид углерода. [5] Выход твердого вещества может достигать 95%. [6]
Характеристики
[ редактировать ]Полимер стабилен при температуре выше примерно 80 К. Вместо этой температуры образуется ε-форма твердого молекулярного CO. Когда давление сбрасывается, полимер остается стабильным при атмосферном давлении. Твердое вещество растворяется в воде, спирте и ацетоне. [5] На воздухе он гигроскопичен, становится клейким, меняет цвет, темнея. [6] Реакция с водой приводит к образованию карбоксильных групп. [7] [8]
Твердое тело хранит высокую энергию. Он может взрывообразным образом разлагаться с образованием стеклообразного углерода и углекислого газа . [6] Плотность запасенной энергии может достигать 8 кДж/г. Во время разложения температура может достигать 2500 К. [6] Плотность 1,65 г/см. 3 , однако большая часть образующегося твердого вещества является пористой, поэтому истинная плотность, вероятно, будет выше. [6]
Инфракрасная спектроскопия показывает полосы 650, 1210, 1440, 1650 и 1760 см. −1 . Полоса 1760, вероятно, связана со структурой -C-(C=O)-C-. [4] Число 1600 обусловлено вибрацией двойной связи C=C. [6]
Твердое тело является электроизолирующим с энергией электронной щели 1,9 эВ. [4]
Ядерный магнитный резонанс для материала, изготовленного из 13 CO демонстрирует резкий резонанс при 223 ppm из-за углерода, присоединенного к сложному эфиру или лактону, и 151 ppm из-за двойных связей C=C. Также имеется широкий резонанс при 109 и 189 м.д. Через несколько дней пик 223 ppm снижается, а все остальные характеристики усиливаются. [6]
Структура
[ редактировать ]Идея структуры включает зигзагообразную цепочку CO, направленную в противоположные стороны, или пять атомных колец, соединенных CO и С–С облигации. Кольца представляют собой лактоны кислоты тетроновой : −C:−(C=O)−(C−O − )−(C=O)−O− . Соединения между кольцами представляют собой зигзаги CO. [4]
Другие представления о строении твердого тела включают графитовый углерод с углекислым газом под давлением и полимер с этим C 3 O 2 : Мономер −(C=O)−O−(C − )=С< . Другие идеи заключаются в том, что это твердое вещество такое же, как полимер субоксида углерода с щавелевым ангидридом . [9]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Радемахер, Н.; Л. Баяржаргал; В. Моргенрот; Б. Винклер; Дж. Чезак-Дженкинс (2011). «Получение и определение характеристик твердого монооксида углерода при высоком давлении в ячейке с алмазными наковальнями» (PDF) . Проверено 30 мая 2013 г.
- ^ Подесва, Рафал; Родни Дж. Бартлетт (2003). «Исследование кристаллической орбитали поликарбонила». Международный журнал квантовой химии . 95 (4–5): 638–642. дои : 10.1002/qua.10655 . ISSN 0020-7608 .
- ^ Радемахер, Надин; Лхамсурэн Баяржаргал; Вольфганг Моргенрот; Дженнифер Сьезак-Дженкинс; Саша Батырев; Бьёрн Винклер. «Исследование жидкого и полимеризованного CO при высоком давлении до 20 ГПа с использованием анализа функции парного распределения» (PDF) . Проверено 30 мая 2013 г.
- ^ Jump up to: а б с д Бернар, Стефан (февраль 1998 г.). «РАЗЛОЖЕНИЕ И ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ ТВЕРДОГО УГАРНОГО УГЛЕРОДА ПОД ДАВЛЕНИЕМ» (PDF) . Триест . Проверено 30 мая 2013 г.
- ^ Jump up to: а б Миллс, РЛ; Д. Шиферль; А.И. Кац; Б.В. Олингер (1984). «Новые фазы и химические реакции в твердом Co под давлением» (PDF) . Le Journal de Physique Colloques . 45 (С8): С8–187–С8–190. дои : 10.1051/jphyscol:1984833 . ISSN 0449-1947 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Липп, Магнус Дж.; Уильям Дж. Эванс, Брюс Дж. Баер, Ю Чунг-Шик; Баер, Брюс Дж.; Ю, Чунг-Шик (2005). «Твердый расширенный CO с высокой плотностью энергии» (PDF) . Природные материалы . 4 (3): 211–215. Бибкод : 2005NatMa...4..211L . дои : 10.1038/nmat1321 . ISSN 1476-1122 . ПМИД 15711555 . S2CID 25779399 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Чеппателли, Маттео; Антон Сердюков; Роберто Бини; Ганс Й. Йодль (2009). «Реакционная способность твердого CO, вызванная давлением, по данным FTIR-исследований». Журнал физической химии Б. 113 (19): 6652–6660. дои : 10.1021/jp900586a . ISSN 1520-6106 . ПМИД 19368397 .
- ^ Кац, Аллен И.; Дэвид Шиферл; Роберт Л. Миллс (1984). «Новые фазы и химические реакции в твердом монооксиде углерода под давлением». Журнал физической химии . 88 (15): 3176–3179. дои : 10.1021/j150659a007 . ISSN 0022-3654 .
- ^ Липп, М.; У. Дж. Эванс; В. Гарсия-Баонса; Его Превосходительство Лоренцана (1998 год). «Мооксид углерода: спектроскопическая характеристика фазы, полимеризованной под высоким давлением». Журнал физики низких температур . 111 (3/4): 247–256. Бибкод : 1998JLTP..111..247L . дои : 10.1023/А:1022267115640 . ISSN 0022-2291 . S2CID 116687814 .
Другое чтение
[ редактировать ]- Батырев И.Г.; В. Д. Мэттсон; Б.М. Райс (2012). «Моделирование ранних стадий формирования поли-СО». Дело МРС . 1405 . дои : 10.1557/опл.2012.345 . ISSN 1946-4274 .
- Сунь, Цзянь; Деннис Д. Клюг; Крис Дж. Пикард; Ричард Дж. Нудс (2011). «Контроль связи и запрещенной зоны твердого монооксида углерода с помощью давления» (PDF) . Письма о физических отзывах . 106 (14): 145502. Бибкод : 2011PhRvL.106n5502S . doi : 10.1103/PhysRevLett.106.145502 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 21561202 . S2CID 19591866 .