Polykarbonyl - Polycarbonyl
Polykarbonyl, (také známý jako polymerní-CO, p-CO nebo poly-CO) je pevný metastabilní a výbušný polymer z kysličník uhelnatý.[1] Polymer se vyrábí vystavením oxidu uhelnatému vysokým tlakům. Struktura pevné látky se jeví jako amorfní, ale může zahrnovat cik cak rovnoměrně rozmístěných CO skupin.[2]
Formace
Poly-CO lze vyrobit při tlacích 5,2 GPa; to je amorfní a žluté až tmavě červené barvy.[3] Polymerace je katalyzována modrým světlem při mírně nižších tlacích v 8-fázi pevného CO.[4] Další bílá krystalická fáze může být vyrobena při vyšších teplotách při 6 nebo 7 GPa.[1]
R. J. Mills objevil tuto pevnou látku, která byla poprvé vyrobena v kovadlině z karbidu wolframu v roce 1947. Původně to bylo považováno za polymerní suboxid uhlíku, ale při tvorbě nevznikají žádné vedlejší produkty plynu, jako je oxid uhličitý.[5] Výtěžek pevné látky může být až 95%.[6]
Vlastnosti
Polymer je stabilní nad přibližně 80 K. Pod touto teplotou se místo toho tvoří forma ε pevného molekulárního CO. Po uvolnění tlaku zůstává polymer stabilní při atmosférickém tlaku. Pevná látka se rozpouští ve vodě, alkoholu a acetonu.[5] Je-li vystaven atmosféře, je hygroskopický, lepivý a mění barvu a tmavne.[6] Reakcí s vodou vznikají karboxylové skupiny.[7][8]
Pevná látka uchovává vysokou energii. Může se výbušně rozkládat a vytvářet sklovitý uhlík a oxid uhličitý.[6] The hustota energie uložené mohou být až 8 kJ / g. Během rozkladu může být teplota 2 500 K.[6] Hustota je 1,65 gcm−3, nicméně většina produkované pevné látky je porézní, takže skutečná hustota bude pravděpodobně vyšší.[6]
Infračervená spektroskopie ukazuje pásy na 650, 1210, 1440, 1650 a 1760 cm−1. Pásmo 1760 je pravděpodobně způsobeno strukturou -C- (C = O) -C-.[4] 1600 je způsoben vibracemi dvojné vazby C = C.[6]
Tato pevná látka je elektricky izolační s energií elektronické mezery 1,9 eV.[4]
Jaderná magnetická rezonance pro materiál vyrobený z 13CO vykazuje ostrou rezonanci při 223 ppm v důsledku uhlíku připojeného k esteru nebo laktonu a 151 ppm v důsledku dvojných vazeb C = C. Existuje také široká rezonance při 109 a 189 ppm. V průběhu několika dní se vrchol 223 ppm snižuje a všechny ostatní funkce zvyšují sílu.[6]
Struktura
Myšlenky struktury zahrnují klikatý řetězec CO směřující v opačných směrech nebo pět atomových kruhů spojených vazbami CO a C-C. Prsteny jsou laktony z kyselina tetronová: -C :-( C = O) - (C-O -) - (C = O) -O-. Propojení mezi kroužky jsou cik caky CO.[4]
Další myšlenky na strukturu pevné látky zahrnují grafitický uhlík s oxidem uhličitým pod tlakem a polymer s tímto C.3Ó2 monomer: - (C = O) -0- (C -) = C <. Ještě další myšlenky spočívají v tom, že pevná látka je stejná jako polymer z suboxid uhlíku s anhydrid kyseliny šťavelové.[9]
Reference
- ^ A b Rademacher, N .; L. Bayarjargal; W. Morgenroth; B. Winkler; J. Ciezak-Jenkins (2011). "Příprava a charakterizace pevného oxidu uhelnatého za vysokého tlaku v diamantové kovadlině" (PDF). Citováno 30. května 2013.
- ^ Podeszwa, Rafał; Rodney J. Bartlett (2003). "Krystalová orbitální studie polykarbonylu". International Journal of Quantum Chemistry. 95 (4–5): 638–642. doi:10,1002 / qua.10655. ISSN 0020-7608.
- ^ Rademacher, Nadine; Lkhamsuren Bayarjargal; Wolfgang Morgenroth; Jennifer Ciezak-Jenkins; Sasha Batyrev; Björn Winkler. „Vysokotlaké vyšetřování kapalného a polymerizovaného CO do 20 GPa pomocí analýzy funkce distribuce párů“ (PDF). Citováno 30. května 2013.
- ^ A b C d Bernard, Stephane (únor 1998). „ROZKLAD A POLYMERIZACE OXIDU TUHÉHO UHLÍKU POD TLAKEM“ (PDF). Terst. Citováno 30. května 2013.
- ^ A b Mills, R. L .; D. Schiferl; A. I. Katz; B. W. Olinger (1984). „NOVÉ FÁZE A CHEMICKÉ REAKCE V TLAKU SOLID CO POD TLAKEM“ (PDF). Le Journal de Physique Colloques. 45 (C8): C8–187 – C8–190. doi:10.1051 / jphyscol: 1984833. ISSN 0449-1947.
- ^ A b C d E F G Lipp, Magnus J .; William J. Evans, Bruce J. Baer, Choong-Shik Yoo; Baer, Bruce J .; Yoo, Choong-Shik (2005). „Vysoce hustý CO s vysokou energetickou hustotou“ (PDF). Přírodní materiály. 4 (3): 211–215. Bibcode:2005NatMa ... 4..211L. doi:10.1038 / nmat1321. ISSN 1476-1122. PMID 15711555.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
- ^ Ceppatelli, Matteo; Anton Serdyukov; Roberto Bini; Hans J. Jodl (2009). "Reaktivita pevného CO vyvolaná tlakem studiemi FTIR". The Journal of Physical Chemistry B. 113 (19): 6652–6660. doi:10.1021 / jp900586a. ISSN 1520-6106. PMID 19368397.
- ^ Katz, Allen I .; David Schiferl; Robert L. Mills (1984). "Nové fáze a chemické reakce v tuhém oxidu uhelnatém pod tlakem". The Journal of Physical Chemistry. 88 (15): 3176–3179. doi:10.1021 / j150659a007. ISSN 0022-3654.
- ^ Lipp, M .; W. J. Evans; V. Garcia-Baonza; H. E. Lorenzana (1998). „Oxid uhelnatý: Spektroskopická charakterizace vysokotlaké polymerované fáze“. Journal of Low Temperature Physics. 111 (3/4): 247–256. Bibcode:1998JLTP..111..247L. doi:10.1023 / A: 1022267115640. ISSN 0022-2291.
Jiné čtení
- Batyrev, I. G .; W. D. Mattson; B. M. Rice (2012). „Modelování časných stádií formování Poly-CO“. Řízení MRS. 1405. doi:10.1557 / opl.2012.345. ISSN 1946-4274.
- Sun, Jian; Dennis D. Klug; Chris J. Pickard; Richard J. Needs (2011). „Řízení tlaku a mezer mezi pásmy oxidu uhelnatého s tlakem“ (PDF). Dopisy o fyzické kontrole. 106 (14): 145502. Bibcode:2011PhRvL.106n5502S. doi:10.1103 / PhysRevLett.106.145502. ISSN 0031-9007. PMID 21561202.