Lo ione H3CO3 + esiste e qual è la sua struttura? [chiuso]

Abbiamo anche effettuato calcoli ab initio e IGLO […] su bicarbonato e acidi carbonici liberi, mono e diprotonati per razionalizzare i risultati sperimentali osservati. Inizialmente le possibili geometrie sono state ottimizzate a livello HF / 6-31G *. Gli isomeri più stabili sono stati successivamente determinati dalle energie relative al livello MP2 / 6-31G * // HF / 6-31G *. Infine, le strutture a più bassa energia sono state ulteriormente ottimizzate a livello MP2 / 6-31G *. Strutture ottimizzate MP2 / 6-31G * sono state utilizzate per calcolare $ \ ce {^ {13} C} $ NMR chemical shift.

[… ]

Acido carbonico protonato . La struttura simmetrica $ C_ \ mathrm {3h} $ 7 è risultato essere il minimo globale. Questa struttura è stata suggerita per le specie osservate in soluzione superacida da Olah et al. [ 1 ] sulla base di $ \ ce {^ 1H} $ e $ \ ce {^ {13} C} $ spettroscopia NMR. Lo ione in $ \ pu {-80 ° C} $ mostra singoli picchi acuti a $ δ (\ ce {^ 1H }) ~ 12,05 $ e $ δ (\ ce {^ {13} C}) ~ 165,4 $ nel protone e $ \ ce {^ {13} C} $ spettri NMR, rispettivamente.

La protonazione dellacido carbonico sullatomo di ossigeno idrossile ( 8 ) si è dimostrata sfavorevole da $ \ pu {23,4 kcal / mol} $ su protonazione sullossigeno carbonilico ( 7 ). Il calcolo della frequenza a livello HF / 6-31G * // HF / 6-31G * ha mostrato che la struttura 8 non è un minimo, poiché contiene due frequenze immaginarie.

$ \ ce {H3CO3 +} $ condivide somiglianze strutturali con il suo analogo triaza, lo ione guanidinio, poiché entrambi possiedono la stabilizzazione della risonanza tramite le loro forme di onio [3, p. 60].

Riferimenti

1. Olah, G. A .; Bianco, A. M. Ioni di carbonio stabile. LXIV. Acido carbonico protonato (ione triidrossicarbonio) e carbonati alchilici (arilici) protonati e carbonati di idrogeno e la loro scissione in acido carbonico protonato e ioni di carbonio. Il possibile ruolo dellacido carbonico protonato nei processi di carbossilazione biologica. J. Am. 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. Chimica nei superacidi. 12. Acido carbonico e sua mono- e diprotonazione: NMR, Ab Initio e IGLO Investigation. J. Am. 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., Series Eds .; Argomenti della chimica corrente ; Springer Berlin Heidelberg: Berlino, Heidelberg, 1979 ; Vol. 80.

Commenti

• Penso che lOP stesse cercando H3CO3 come in, senza alcun addebito formale, mentre tu hai parlato di H3CO3 +. Ancora votato per una grande informazione anche se
• @YusufHasan Vero, questa è una forzatura, ma la domanda in qualche modo implica un catione, altrimenti ne sta davvero avvolgendo uno ' s testa la giustificazione per lesistenza di una molecola neutra come questa.
• @andselisk incredibile risposta e mi ha dato nuove intuizioni alla chimica inorganica
• Posso ' t cercarlo, quindi ' sto solo commentando questo: il livello di teoria HF / 6-31G * // HF / 6-31G * ' non ha molto senso; si tradurrebbe in un calcolo a punto singolo sullo stesso livello di teoria dellottimizzazione della struttura. Deve esserci una differenza tra la prima e lultima parte, potrebbe essere interessante sapere. Daltra parte, quel livello non è il più affidabile per cominciare …
• Ora ha più senso. Per come la leggo io, hanno condotto uno screening sul livello teorico HF / 6-31G * e calcolato le energie relative come singoli punti om MP2 / 6-31G *, che è comunemente indicato come MP2 / 6-31G * // HF / 6-31G *. Nel termine HF / 6-31G * // HF / 6-31G * si riferiscono probabilmente ai calcoli di frequenza, il che significa che li hanno eseguiti sullo stesso livello di teoria (il che non è sorprendente, ma non è ancora così comune scrivere in questo modo). In ogni caso, grazie per laggiornamento.