Koolstoftrioxide

Koolstoftrioxide
Structuurformule en molecuulmodel
	De Cs, D3h, and C2v isomeren van koolstoftrioxide
Algemeen
Molecuulformule
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	Scheikunde

Koolstoftrioxide, (CO₃), is een instabiel oxide van koolstof. De mogelijke isomeren hebben verschillende symmetrie-aanduidingen: C_s,^[1] D_3h^[2] en C_2v.^[3] Van het isomeer met aanduiding C_2v 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, ${\ce {CO3^{2-}}}$ .

Koolstoftrioxide kan gevormd worden in bijvoorbeeld de driftzone van een negatieve corona-ontlading in de reactie tussen koolstofdioxide, ${\ce {CO2}}$ en atomaire zuurstof ${\ce {O}}$ , 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, ${\ce {O3}}$ , opgelost in vloeibare ${\ce {CO2}}$ of in een mengsel van ${\ce {CO2}}$ en ${\ce {SF6}}$ (zwavelhexafluoride) bij −45 °C. De vorming van ${\ce {CO3}}$ wordt afgeleid uit de experimentele resultaten, maar de stof ontleedt spontaan binnen een minuut via de reactie:^[6]

{\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 (C_2v),^[7] werd de eerste spectroscopische waarneming van het D_3h-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

↑ De symmetrie-aanduiding C_s wil zeggen dat het molecuul een spiegelvlak van symmetrie heeft (door alle atomen), maar dat daar ook bij blijft.
↑ De symmetrie-aanduiding D_3h 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.
↑ De symmetrie-aanduiding C_2v 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.
↑ 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.
↑ 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.
↑ 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.
↑ 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.
↑ Jamieson, Corey S., Mebel, Alexander M., Kaiser, Ralf I. (2006). Identification of the D_3h 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.

[1] De symmetrie-aanduiding C_s wil zeggen dat het molecuul een spiegelvlak van symmetrie heeft (door alle atomen), maar dat daar ook bij blijft.

[2] De symmetrie-aanduiding D_3h 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 C_2v 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 D_3h Isomer of Carbon Trioxide (CO₃) and Its Implications for Atmospheric Chemistry. ChemPhysChem 7 (12): 2508–2513. PMID 17029325. DOI: 10.1002/cphc.200600390.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]