Koolstoftrioxide

Koolstoftrioxide
Structuurformule en molecuulmodel
Koolstoftrioxide
De Cs, D3h, and C2v isomeren van koolstoftrioxide
Algemeen
Molecuulformule CO3
IUPAC-naam Dioxiran-3-one (C2v-isomeer)
Andere namen Koolstoftrioxide
Molmassa 60,008 g/mol
SMILES
O=[C]O[O]
CAS-nummer 12144-05-7
PubChem 19817254
Wikidata Q423705
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
Portaal  Portaalicoon   Scheikunde

Koolstoftrioxide, (CO3), is een instabiel oxide van koolstof. De mogelijke isomeren hebben verschillende symmetrie-aanduidingen: Cs,[1] D3h[2] en C2v.[3] Van het isomeer met aanduiding C2v is gebleken dat het de grondtoestand van het molecuul weergeeft. In de tekeningen hiernaast is in de meest rechtse figuur de dioxiraanring duidelijk aanwezig.[4]

Koolstoftrioxide moet niet verward worden met het carbonaat-ion, CO 3 2 − {\displaystyle {\ce {CO3^{2-}}}} .

Koolstoftrioxide kan gevormd worden in bijvoorbeeld de driftzone van een negatieve corona-ontlading in de reactie tussen koolstofdioxide, CO 2 {\displaystyle {\ce {CO2}}} en atomaire zuurstof O {\displaystyle {\ce {O}}} , ontstaan uit zuurstofgas onder invloed van vrije elektronen in het plasma.[5]

Een andere benadering is de fotodissociatie met UV-licht (253,7 nm) van ozon, O 3 {\displaystyle {\ce {O3}}} , opgelost in vloeibare CO 2 {\displaystyle {\ce {CO2}}} of in een mengsel van CO 2 {\displaystyle {\ce {CO2}}} en SF 6 {\displaystyle {\ce {SF6}}} (zwavelhexafluoride) bij −45 °C. De vorming van CO 3 {\displaystyle {\ce {CO3}}} wordt afgeleid uit de experimentele resultaten, maar de stof ontleedt spontaan binnen een minuut via de reactie:[6]

2 CO 3   ⟶   2 CO 2   +   O 2 {\displaystyle {\ce {2CO3\ ->\ 2CO2\ +\ O2}}}

Andere opties zijn ozon over vast koolstofdioxide te leiden, of omgekeerd, koolstofmonooxide en moleculaire zuurstof met elkaar te laten reageren.

Naast het grondtoestand-isomeer (C2v),[7] werd de eerste spectroscopische waarneming van het D3h-isomeer gedaan in met elektronen bestraald vast koolstofdioxide.[8]

Bronnen, noten en/of referenties
  • Dit artikel of een eerdere versie ervan is een (gedeeltelijke) vertaling van het artikel Carbon trioxide op de Engelstalige Wikipedia, dat onder de licentie Creative Commons Naamsvermelding/Gelijk delen valt. Zie de bewerkingsgeschiedenis aldaar.

Verwijzingen in de tekst

  1. ↑ De symmetrie-aanduiding Cs wil zeggen dat het molecuul een spiegelvlak van symmetrie heeft (door alle atomen), maar dat daar ook bij blijft.
  2. ↑ De symmetrie-aanduiding D3h betekent dat het molecuul een spiegelvlak heeft (door alle atomen), en loodrecht daarop een drievoudige rotatieas (door het koolstof-atoom): na draaiing over een hoek van 360/3 graden is "hetzelfde molecuul" ontstaan.
  3. ↑ De symmetrie-aanduiding C2v wil zeggen dat het molecuul een spiegelvlak heeft (door alle atomen) en dat het molecuul over een tweevoudige rotatieas beschikt (door het koolstof-atoom en het dubbel gebonden zuurstof-atoom, de binding tussen de twee andere zuurstofatomen wordt door de as in tweeën gedeeld) een draaiing van 360/2 graden levert "hetzelfde" molecuul op.
  4. ↑ T. Kowalczyk, A. I. Krylov (Aug 2007). Electronic structure of carbon trioxide and vibronic interactions involving Jahn–Teller states. J. Phys. Chem. A 111 (33): 8271–8276. ISSN: 1089-5639. PMID 17661455. DOI: 10.1021/jp073627d.
  5. ↑ Sabin, J. R, Kim, H (1971). A theoretical study of the structure and properties of carbon trioxide. Chemical Physics Letters 11 (5): 593–597. DOI: 10.1016/0009-2614(71)87010-0.
  6. ↑ DeMore W. B., Jacobsen C. W. (1969). Formation of carbon trioxide in the photolysis of ozone in liquid carbon dioxide. Journal of Physical Chemistry 73 (9): 2935–2938. DOI: 10.1021/j100843a026.
  7. ↑ Bennett, Chris J., Jamieson, C., Mebel, Alexander M., Kaiser, Ralf I. (2004). Untangling the formation of the cyclic carbon trioxide isomer in low temperature carbon dioxide ices. Physical Chemistry Chemical Physics 6 (4): 735. DOI: 10.1039/b315626p.
  8. ↑ Jamieson, Corey S., Mebel, Alexander M., Kaiser, Ralf I. (2006). Identification of the D3h Isomer of Carbon Trioxide (CO3) and Its Implications for Atmospheric Chemistry. ChemPhysChem 7 (12): 2508–2513. PMID 17029325. DOI: 10.1002/cphc.200600390.

Meer informatie over dit onderwerp

  • Sobek V., Skalný J. D. (1993). A simple model of processes in the drift region of negative corona discharge in a mixture of air with halocarbons. Czechoslovak Journal of Physics 43 (8): 807. DOI: 10.1007/BF01589802.
  • Pople J. A., Seeger U., Seeger R. (2004). The structure of carbonate. Journal of Computational Chemistry 1 (2): 199–203. DOI: 10.1002/jcc.540010215.
  • Moll N. G., Clutter D. R., Thompson W. E. (1966). Carbonate: Its Production, Infrared Spectrum, and Structure Studied in a Matrix of Solid CO2. The Journal of Chemical Physics 45 (12): 4469–4481. DOI: 10.1063/1.1727526.
  • Gimarc B. M., Chou T. S. (1968). Geometry and Electronic Structure of Carbon Trioxide. The Journal of Chemical Physics 49 (9): 4043–4047. DOI: 10.1063/1.1670715.
  • DeMore W. B., Dede C. (1970). Pressure dependence of carbon trioxide formation in the gas-phase reaction of O(1D) with carbon dioxide. Journal of Physical Chemistry 74 (13): 2621–2625. DOI: 10.1021/j100707a006.
  • Francisco J. S., Williams I. H. (1985). A theoretical study of the force field for carbon trioxide. Chemical Physics 95 (3): 373. DOI: 10.1016/0301-0104(85)80160-9.