Полиоксид водорода
Полиоксиды водорода (также известные как оксиданы , оксоводороды или оксиводороды ) представляют собой химические соединения , которые состоят только из атомов водорода и кислорода , связаны исключительно одинарными связями (т. е. они насыщены ) и являются ациклическими (имеют молекулярные структуры, не содержащие циклов или петли). Поэтому их можно классифицировать как халькогениды водорода .
Простейший возможный стабильный полиоксид водорода (исходная молекула) — вода , H 2 O. Общая структура класса молекул представляет собой некоторое количество атомов кислорода, связанных друг с другом одинарными связями в цепочке. Атом кислорода на каждом конце этого кислородного скелета присоединен к атому водорода. Таким образом, эти соединения образуют гомологический ряд с химической формулой H
22О
n , в котором члены различаются постоянной относительной молекулярной массой 16 (масса каждого дополнительного атома кислорода). Число атомов кислорода используется для определения размера полиоксида водорода (например, пятиокись водорода содержит основную цепь из пяти атомов кислорода).
Оксиданильная или аналог боковой цепи полиоксида водорода, который присоединен к некоторой структуре , группа представляет собой функциональную группу отличной от просто атома водорода. Примеры включают гидрокси (оксидил) и гидроперокси (диоксиданил) группы.
Конкретные примеры
[ редактировать ]хо н
[ редактировать ]Известно несколько молекул, у которых один конец полиоксидной цепи протонирован , а другой представляет собой непротонированный радикал :
- Гидроксил (HO • )
- Гидропероксил (HOO • ), протонированная форма супероксида
- Озонид водорода (HOOO • ), протонированная форма озонида
Н 2 О н
[ редактировать ]Экспериментально получены нейтральные полиоксиды диводорода, содержащие до пяти атомов кислорода.
- Вода (H 2 O) — наиболее распространенный полиоксид водорода, широко встречающийся на поверхности Земли.
- Перекись водорода (H 2 O 2 ) является распространенным дезинфицирующим средством и легко разлагается с образованием воды и кислорода.
- Триоксидан (H 2 O 3 ) встречается редко и легко разлагается на воду и синглетный кислород .
- Тетраоксидан (H 2 O 4 ) синтезирован реакцией пероксирадикалов при низкой температуре. [1]
- Пентаоксидан (H 2 O 5 ) является побочным продуктом производства триоксидана. [2] а также был синтезирован путем реакции пероксирадикалов при низкой температуре. [1]
Теоретически изучены полиоксиды водорода, содержащие до 10 атомов кислорода, но ожидается, что полиоксиды, содержащие более пяти атомов кислорода, будут крайне нестабильными. [3]
H3OH3Вкл.
[ редактировать ]- Оксид триводорода (H 3 O), который изучен теоретически и, как ожидается, будет стабилен при давлениях более нескольких сотен гигапаскалей . [4]
Ионизация
[ редактировать ]Известно или ожидается, что все полиоксиды водорода в жидкой форме автоионизируются , при этом кислый водород сольватируется другими нейтральными молекулами полиоксида.
- Ч 2 О н ⇌ Ч + + ТО –
н - 2 Ч 2 О н ⇌ Ч
33О +
п + НО –
н
Ионы также могут быть образованы протонированием или депротонированием различных нейтральных полиоксидов водорода другими кислотами или основаниями подходящей силы.К специфическим ионам относятся:
- Гидроксид (HO – )
- Гидроний (H 3 O + )
- Протонированный озон (HO 3 + )
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Леванов Александр Владимирович; Сахаров Дмитрий В.; Дашкова Анна Владимировна; Антипенко, Эвальд Э.; Лунин, Валерий В. (2011). «Синтез полиоксидов водорода H 2 O 4 и H 2 O 3 и их характеристика методом рамановской спектроскопии». Европейский журнал неорганической химии . 2011 (33): 5144–5150. дои : 10.1002/ejic.201100767 .
- ^ Сюй, Синь; Годдард, Уильям А. III (ноябрь 2002 г.). «Химия пероксона: Образование H 2 O 3 и кольца-(HO 2 )(HO 3 ) из O 3 /H 2 O 2 » . Труды Национальной академии наук . 99 (24): 15308–15312. Бибкод : 2002PNAS...9915308X . дои : 10.1073/pnas.202596799 . ПМК 137712 . ПМИД 12438699 .
- ^ Мартинс-Коста, Марилия; Англада, Хосеп М.; Руис-Лопес, Мануэль Ф. (2011). «Структура, стабильность и динамика полиоксидов водорода». Международный журнал квантовой химии . 111 (7–8): 1543–1554. дои : 10.1002/qua.22695 .
- ^ Хуан, Пейхао; Лю, Ханью; Льв, Цзян; Ли, Цюань; Лонг, Чунхонг; Ван, Яньчао; Чен, Чанфэн; Ма, Янмин (16 августа 2019 г.). «Металлическая жидкость H 3 O в тонкооболочечной зоне внутри Урана и Нептуна». arXiv : 1908.05821 [ physical.comp-ph ].