Existuje ion H3CO3 + a jaká je jeho struktura? [uzavřeno]

Rovněž jsme provedli výpočty ab initio a IGLO […] na hydrogenuhličitanu a také na volné a mono- a diprotonované kyseliny uhličité, abychom racionalizovali pozorované experimentální výsledky. Zpočátku byly možné geometrie optimalizovány na úrovni HF / 6-31G *. Nejstabilnější izomery byly následně stanoveny z relativních energií na úrovni MP2 / 6-31G * // HF / 6-31G *. Nakonec byly struktury s nejnižší energií dále optimalizovány na úrovni MP2 / 6-31G *. Pro výpočet chemických posunů $ \ ce {^ {13} C} $ NMR byly použity struktury optimalizované pro MP2 / 6-31G *.

[… ]

Protonovaná kyselina uhličitá . Symetrická $ C_ \ mathrm {3h} $ struktura 7 bylo shledáno globálním minimem. Tuto strukturu navrhl pro pozorovaný druh v superkyselinovém roztoku Olah et al. [ 1 ] na základě $ \ ce {^ 1H} $ a $ \ ce {^ {13} C} $ NMR spektroskopie. Ion na $ \ pu {-80 ° C} $ ukazuje jednotlivé ostré vrcholy na $ δ (\ ce {^ 1H }) ~ 12,05 $ a $ δ (\ ce {^ {13} C}) ~ 165,4 $ v protonu a $ \ ce {^ {13} C} $ NMR spektra.

Protonace kyseliny uhličité na atomu hydroxylového kyslíku ( 8 ) se ukázala jako nepříznivá pro $ \ pu {23,4 kcal / mol} $ nad protonací na karbonylovém kyslíku ( 7 ). Výpočet frekvence na úrovni HF / 6-31G * // HF / 6-31G * ukázal, že struktura 8 není minimum, protože obsahuje dvě imaginární frekvence.

$ \ ce {H3CO3 +} $ sdílí strukturální podobnosti s jeho triaza-analogem, guanidiniovým iontem, protože oba mají rezonanční stabilizaci prostřednictvím svých oniových forem [3, s. 60].

Odkazy

1. Olah, G. A .; White, A. M. Stable Carbonium Ions. LXIV. Protonované kyseliny uhličité (trihydroxykarboniové ionty) a protonované alkyl (aryl) karbonáty a hydrogenuhličitany a jejich štěpení na protonované kyseliny uhličité a ionty uhlíku. Možná role protonované kyseliny uhličité v procesech biologické karboxylace. J. Dopoledne. Chem. Soc. 1968 , 90 (7), 1884–1889. https://doi.org/10.1021/ja01009a036 .
2. Rasul, G .; Reddy, V. P .; Zdunek, L. Z .; Prakash, G. K. S .; Olah, G.A. Chemistry in Superacids. 12. Kyselina uhličitá a její mono- a diprotonace: NMR, Ab Initio a IGLO vyšetřování. J. Dopoledne. Chem. Soc. 1993 , 115 (6), 2236–2238. https://doi.org/10.1021/ja00059a020 .
3. Dewar, MJS, Hafner, K., Heilbronner, E., Itô, S., Lehn, J.-M., Niedenzu, K., Rees, CW, Schäfer, K., Wittig, G., Boschke, F. L., Edice sérií .; Témata ze současné chemie ; Springer Berlin Heidelberg: Berlin, Heidelberg, 1979 ; Sv. 80.

Komentáře

• Myslím, že OP hledal H3CO3 jako bez jakéhokoli formálního poplatku, zatímco vy jste mluvili o H3CO3 +. Stále je však hlasováno pro velkou část informace
• @YusufHasan Je pravda, že jde o úsek, ale z druhu otázky vyplývá kation, jinak se skutečně jedná o jeden ' má hlavu nad ospravedlněním existence takové neutrální molekuly.
• @andselisk úžasná odpověď a dala mi nový pohled na anorganickou chemii
• mohu ' Nevyhledávám to, takže to ' jen komentuji: úroveň teorie HF / 6-31G * // HF / 6-31G * nedává to ' smysl? to by se promítlo do výpočtu jednoho bodu na stejné úrovni teorie jako optimalizace struktury. Mezi první a poslední částí musí být rozdíl, který by mohl být zajímavý vědět. Na druhou stranu tato úroveň není pro začátek nejspolehlivější …
• To teď dává trochu větší smysl. Jak jsem to četl, provedli screening na úrovni teorie HF / 6-31G * a vypočítali relativní energie jako jednotlivé body MP2 / 6-31G *, které se běžně označují jako MP2 / 6-31G * // HF / 6-31G *. V termínu HF / 6-31G * // HF / 6-31G * pravděpodobně odkazují na výpočty frekvence, což znamená, že je provedli na stejné úrovni teorie (což není překvapující, ale stále není tak běžné psát takhle). V každém případě vám za aktualizaci děkujeme.