Methylidynový radikál

Methylidynový radikál
Strukturní vzorec
Strukturní vzorec
Model struktury
Model struktury
Obecné
Systematický názevhydridouhlík
Ostatní názvykarbyn
Sumární vzorecCH3•
Identifikace
Registrační číslo CAS3315-37-5
ChEBI51382
SMILES[CH]
InChI1S/CH/h1H
Vlastnosti
Molární hmotnost13,019 g/mol
Termodynamické vlastnosti
Standardní slučovací entalpie ΔHf°594,13 kJ/mol
Standardní molární entropie S°183,04 J⋅K−1⋅mol−1
Bezpečnost
GHS02 – hořlavé látky
GHS02
[1]
Nebezpečí[1]
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Methylidyn je radikálová organická sloučenina s molekulou skládající se z atomu uhlíku s jedním kovalentně vázaným atomem vodíku. Nahrazením vodíku jinými funkčními skupinami lze od něj odvodit skupinu sloučenin nazývanou karbyny.

Tato molekula je radikálem, protože na uhlíkovém atomu se nachází nespárovaný elektron.

Methylidyn je velmi reaktivní plyn, který se za běžných podmínek rychle rozkládá, ovšem je přítomen v mezihvězdném prostředí.[2]

Názvosloví

Podle principů substitučního názvosloví se na tuto molekulu pohlíží jako na methan s odebranými třemi atomy vodíku, z čehož plyne systematický název „methylidyn“.

V aditivním názvosloví se s ním pracuje jako s uhlíkovým atomem, na nějž je navázán vodík, podle toho se používá název „hydridouhlík“.

Struktura

HCCo3(CO)9, komplex kovu obsahující methylidynový ligand

Vzhledem ke svému lichému počtu elektronů je CH radikálem. Základní stav je dublet (X2Π). První dva excitované stavy jsou kvartety (se třemi nespárovanými elektrony) (a4Σ−) a dublet (A2Δ). Kvartet má o 71 kJ/mol vyšší energii než základní stav.[3]

Reakce dubletového radikálu s neradikály mohou být inserční či adiční:

[CH]•(X2Π) + H2O → [CHO]• + H2 / [CH2(OH)]•

zatímco reakce kvartetu obvykle vedou k odštěpování částic:

[CH]3•(a4Σ−) + H2O → CH2 + [HO]•

Methylidyn se může vázat na atomy kovů jako tridentátní ligand a vytvářet tak komplexní sloučeniny; příkladem může být nonakarbonyl methylidyntrikobaltu HCCo3(CO)9.[4]

Příprava

Methylidyn lze získat z bromoformu.[4]

Výskyt a reaktivita

Fischerův–Tropschův meziprodukt

Methylidyn a podobné částice jsou meziprodukty Fischerovy–Tropschovy syntézy, což je hydrogenace oxidu uhelnatého za účelem výroby uhlovodíků. Methylidyny se pravděpodobně vážou na povrch katalyzátoru. Hypotetický řetězec reakcí vypadá takto:[4]

MnCO + ½ H2 → MnCOH
MnCOH + H2 → MnCH + H2O
MnCH + ½ H2 → MnCH2

MnCH meziprodukt je tridentátní methylidinový ligand. Methylenové ligandy (H2C) následně reagují s dalšími methyleny nebo s CO, čímž se uhlíkový řetězec prodlužuje.[5]

Amfoterita

Methylidynové skupiny mohou fungovat jako Lewisovy kyseliny i zásady.[6]

Tyto vlastnosti jsou vzhledem k nemožnosti přípravy methylidynu předmětem pouze teoretického zájmu.

V mezihvězdném prostoru

V říjnu 2016 bylo oznámeno, že přítomnost několika látek – methylidynového radikálu ⫶CH a iontů :CH+ a ⫶C+ – je důsledkem působení ultrafialového záření z hvězd a ne jiných mechanismů, jako jsou turbulentní děje související se supernovami a mladými hvězdami, jak se předpokládalo dříve.[7]

Odkazy

Související články

Externí odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Methylidyne radical na anglické Wikipedii.

  1. ↑ a b Methane. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-24]. Dostupné online. (anglicky) 
  2. ↑ Encyclopedia of Astrobiology, Volume 1 edited by Ricardo Amils, José Cernicharo Quintanilla, Henderson James Cleaves, William M. Irvine, Daniele Pinti, Michel Viso. 2011, Springer: Heidelberg
  3. ↑ Bernard R. Brooks; Henry F. Schaefer. Reactions of Carbynes. Potential Energy Surfaces for the Doublet and Quartet Methylidyne (CH) Reactions with Molecular Hydrogen. The Journal of Chemical Physics. 1977-12-01, s. 5146–5151. DOI 10.1063/1.434743. 
  4. ↑ a b c Mara O. Nestle; John E. Hallgren; Dietmar Seyferth; Peter Dawson; Brian H. Robinson. Inorganic Syntheses, Vol. 20. [s.l.]: John Wiley & Sons, 1980-01-01. ISBN 9780470132517. DOI 10.1002/9780470132517.ch53. Kapitola μ3-Methylidyne and μ3-Benzylidyne-Tris(Tricarbonylcobalt), s. 226–229. 
  5. ↑ W. A. Herrmann "Organometallic Aspects of the Fischer-Tropsch Synthesis" Angewandte Chemie International Edition in English, 1982, Volume 21, Issue 2, pages 117–130. DOI:10.1002/anie.198201171Je zde použita šablona {{DOI}} označená jako k „pouze dočasnému použití“.
  6. ↑ Stuart M. Anderson; K. E. McCurdy; C. E. Kolb. The Methylidyne Radical + Carbon Monoxide Reaction: Rate Coefficient for Carbon Atom Exchange at 294 K. The Journal of Physical Chemistry. 1989, s. 1042–1048. DOI 10.1021/j100340a007. 
  7. ↑ Elizabeth Landau. Building Blocks of Life's Building Blocks Come From Starlight [online]. NASA, 2016-10-12 [cit. 2016-10-13]. Dostupné online.