Полиоксиды водорода (также известные как оксиданы , оксогидрогены или оксигидрогены ) 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 отнести к халькогенидам водорода .
Простейшим возможным стабильным полиоксидом водорода (исходной молекулой) является вода , H 2 O. Общая структура класса молекул представляет собой некоторое количество атомов кислорода, связанных друг с другом одной цепочкой. Атом кислорода на каждом конце этого кислородного скелета прикреплен к атому водорода. Таким образом, эти соединения образуют гомологический ряд с химической формулой H
2О
пв 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).
Oxidanyl группа представляет собой функциональную группу , или боковой цепью аналог polyoxide водорода , который присоединен к некоторой структуре, кроме всего атома водорода. Примеры включают гидрокси (оксидил) и гидроперокси (диоксиданил) группы.
Конкретные примеры [ править ]
HO n [ править ]
Известно несколько молекул, у которых один конец полиоксидной цепи протонирован, а другой - непротонированный радикал :
- Гидроксил (HO • )
- Гидропероксил (HOO • ), протонированная форма супероксида.
H 2 O n [ править ]
Экспериментально получены нейтральные полиоксиды дигидрогена, содержащие до пяти атомов кислорода.
- Вода (H 2 O) - это самый распространенный полиоксид водорода, широко встречающийся на поверхности Земли.
- Перекись водорода (H 2 O 2 ) является обычным 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 ) был синтезирован реакцией пероксирадикалов при низкой температуре. [1]
- Пентаоксидан (H 2 O 5 ) является побочным продуктом производства триоксидана [2], а также синтезируется реакцией пероксирадикалов при низкой температуре. [1]
Теоретически изучены полиоксиды водорода, содержащие до 10 атомов кислорода, но ожидается, что те, которые содержат более пяти атомов кислорода, будут чрезвычайно нестабильными. [3]
H 3 O n [ править ]
- Оксид триводорода (H 3 O), который изучен теоретически и, как ожидается, будет стабильным при давлениях выше нескольких сотен гигапаскалей . [4]
Ионизация [ править ]
Известно или ожидается, что все полиоксиды водорода в жидкой форме автоионизируются , при этом кислый водород сольватируется другими молекулами нейтрального полиоксида.
- H 2 O n ⇌ H + + HO n -
- 2H 2 O n ⇌ H 3 O n + + HO n -
Конкретные ионы включают:
- Гидроксид (HO - )
- Гидроний (H 3 O + )
См. Также [ править ]
- Полисульфид
- Перекись
Ссылки [ править ]
- ^ а б Леванов, Александр В .; Сахаров, Дмитрий В .; Дашкова, Анна В .; Антипенко, Эвальд Э .; Лунин, Валерий В. (2011). «Синтез полиоксидов водорода H 2 O 4 и H 2 O 3 и их характеристика с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния». Европейский журнал неорганической химии . 2011 (33): 5144–5150. DOI : 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. DOI : 10.1073 / pnas.202596799 .
- ^ Мартинс-Коста, Марилия; Anglada, Josep M .; Руис-Лопес, Мануэль Ф. (2011). «Структура, стабильность и динамика полиоксидов водорода». Международный журнал квантовой химии . 111 (7–8): 1543–1554. DOI : 10.1002 / qua.22695 .
- ^ Хуанг, Пейхао; Лю, Ханью; Lv, Jian; Ли, Цюань; Лонг, Чунхонг; Ван, Янчао; Чен, Чанфэн; Ма, Янмин (16 августа 2019 г.). «Металлическая жидкость H 3 O в зоне тонкой оболочки внутри Урана и Нептуна». arXiv : 1908.05821 .
