답변
양성자 화 된 탄산 (트리 하이드 록시 메틸 양이온) $ \ ce {H3CO3 +} $ 은 존재하며 실제로 초산 [ 1 ]의 용액에서 최대 $ \ pu에서 매우 안정적입니다. {0 ° C}. $ $ \ ce {H3CO3 +} $ 를 얻는 한 가지 방법은 무기 탄산염과 탄산 수소를 iv id = “38fe9c3901에 용해시키는 것입니다. $ \ pu {-80 ° C} $ 의 “>
마직 애시드 [ 2 ] :
$$ \ ce {CO3 ^ 2- 또는 HCO3–> [FSO3H-SbF5 / SO2] [\ pu {-80 ° C}] H3CO3 +-> [\ pu {-10-0 ° C}] CO2 + H3O +} $$
구조는 $ C_ \ mathrm {3h} $ -대칭 분자 (삼각 모양, 구조 7 아래)가 글로벌 최소값 인 것으로 확인되었습니다. [ 2 ] (참조 번호 업데이트 됨) :
우리는 또한 관찰 된 실험 결과를 합리화하기 위해 중탄산염과 유리 및 일 양자화 탄산과 이양성 자화 된 탄산에 대해 ab initio 및 IGLO 계산 […]을 수행했습니다. 처음에는 가능한 형상이 HF / 6-31G * 수준에서 최적화되었습니다. 가장 안정적인 이성체는 MP2 / 6-31G * // HF / 6-31G * 수준의 상대 에너지로부터 이후 결정되었습니다. 마지막으로 최저 에너지 구조는 MP2 / 6-31G * 수준에서 더욱 최적화되었습니다. MP2 / 6-31G * 최적화 된 구조는 $ \ ce {^ {13} C} $ NMR 화학적 이동을 계산하는 데 사용되었습니다.
[… ]
양성자 화 탄산 . 대칭형 $ C_ \ mathrm {3h} $ 구조 7 글로벌 최소값 인 것으로 밝혀졌습니다. 이 구조는 Olah et al.에 의해 초산 용액에서 관찰 된 종에 대해 제안되었습니다. [ 1 ] $ \ ce {^ 1H} $ 및 $ \ ce {^ {13} C} $ NMR 분광법. $ \ pu {-80 ° C} $ 의 이온은 $ δ (\ ce {^ 1H)에서 날카로운 단일 피크를 보여줍니다. }) ~ 12.05 $ 및 $ δ (\ ce {^ {13} C}) ~ 165.4 $ 및 양성자 및 $ \ ce {^ {13} C} $ NMR 스펙트럼.
수산기 산소 원자 ( 8 )에서 탄산의 양성자 화는 $ \ pu {23.4 kcal / mol} $ 카르 보닐 산소 ( 7 ). HF / 6-31G * // HF / 6-31G * 수준의 주파수 계산에 따르면 8 구조는 두 개의 가상 주파수를 포함하므로 최소값입니다.
$ \ ce {H3CO3 +} $ 는 트리 아자 아날로그 인 구 아니 디늄 이온과 구조적 유사성을 공유합니다. 둘 다 오늄 형태를 통해 공명 안정화 기능을 가지고 있기 때문입니다 [3, p. 60].
참조
- Olah, G. A .; 백색, A. M. 안정된 카르 보늄 이온. LXIV. 양성자 화 된 탄산 (Trihydroxycarbonium Ion) 및 양성자 화 된 알킬 (Aryl) 탄산염과 탄산수 소염, 그리고 양자화 탄산과 탄산 이온으로의 분열. 생물학적 카르 복 실화 과정에서 양성자 화 된 탄산의 가능한 역할. J. 오전. Chem. Soc. 1968 , 90 (7), 1884 ~ 1889. https://doi.org/10.1021/ja01009a036 .
- Rasul, G .; Reddy, V. P .; Zdunek, L. Z .; Prakash, G. K. S .; Olah, G. A. Superacids의 화학. 12. 탄산과 그 일 양성자 화 및 이양 자화 : NMR, Ab Initio 및 IGLO 조사. J. 오전. Chem. Soc. 1993 , 115 (6), 2236–2238. https://doi.org/10.1021/ja00059a020 .
- Dewar, MJS, Hafner, K., Heilbronner, E., Itô, S., Lehn, J.-M., Niedenzu, K., Rees, CW, Schäfer, K., Wittig, G., Boschke, F.L., Series Eds .; 현재 화학 주제 ; Springer Berlin Heidelberg : 베를린, 하이델베르크, 1979 ; Vol. 80.
댓글
$ \ ce {H3CO3} $ 가 존재하지 않습니다. 왜 존재해야합니까? 이 공식의 출처는 어디입니까? 물론 원하는 공식을 작성할 수 있습니다. $ \ ce {HC4O3} $ $ \ ce {H3CO5} $ $ \ ce {H3C2O3} $ 또는 여러분이 생각할 수있는 C, H 및 O 원자의 다른 조합. 재미로 ! 그러나 자연은 당신의 환상을 무시합니다. 아무도 이러한 물질을 만들 수 없었습니다. 따라서 이러한 물질은 존재하지 않습니다.
질문의 두 번째 부분은 $ \ ce {H2CO3} $ 가 극도로 불안정하며 항상 대부분 $ \ ce {CO2} $ 및 $ \ ce {H2O} $ . $ \ ce {H2CO3} $ 는 물에서 매우 희석 된 용액으로 만 존재하며 $ \ ce {CO2}와 평형 상태입니다. $ 및 $ \ ce {H2O} $ . $ \ ce {H2CO3} $ 의 카르보닐기와 반응을 시도하면 다른 반응보다 먼저 분해됩니다. 유일한 예외는 OH- 이온과의 반응입니다. 그러나 $ \ ce {H2CO3} $ 및 $ \ ce {CO2} $ 모두 NaOH와 반응 할 수 있습니다. 동일한 $ \ ce {CO3 ^ 2-} $ 이온을 생성합니다. 따라서 NaOH와 반응하는 분자의 본질에 대해 확신 할 수 없습니다. $ \ ce {H2CO3} $ 또는 $ \ ce {CO2} $ 일 수 있습니다.
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