Tetratlen
Tetratlen, oksozon – alotropowa odmiana tlenu złożona z czterech atomów.
W warunkach normalnych tlen występuje w dwóch odmianach alotropowych: pierwsza jest występującym w atmosferze gazem o wzorze O2, który stosunkowo łatwo łączy się z wieloma pierwiastkami tworząc tlenki. Drugą jego postacią jest ozon – występująca w ozonosferze trójatomowa cząsteczka O3.
| Hipotetyczne struktury cząsteczki O 4 | |
 |
|
| struktura D2d | struktura D3h |
Już w latach 20. XX wieku przewidywano istnienie kolejnej, czteroatomowej odmiany tlenu – O
4. Obliczenia teoretyczne przewidywały istnienie cząsteczek O
4 o dwóch różnych kształtach: zbliżonego do kwadratu, o grupie punktowej D2d, oraz formy z trzema atomami tlenu otaczającymi atom centralny (OO
3), w płaskiej formie trygonalnej o grupie punktowej D3h[1][2]. Za pomocą spektrometrii mas z neutralizacją–rejonizacją znaleziono dowód na istnienie trygonalnego O
4 w fazie gazowej o czasie życia przekraczającym 1 μs, którego dysocjacja wymaga pokonania bariery rzędu 42 kJ/mol[3]. W 2006 roku badania krystalografii rentgenowskiej wykazały, że w rzeczywistości stabilną odmianą jest oktatlen (O
8)[4].
Obliczenia oparte na rozszerzonym modelu geminalnym wykazały, że w metastabilnej cząsteczce O
4 długość wiązania równowagi (średnia odległość między dwoma związanymi atomami, powiązana z najniższym poziomem energii na wykresie energii wiązania) wynosi 1,330 Å. Energia tej cząsteczki jest o 9,81 kJ/mol wyższa od energii wydzielonego ozonu i tlenu w stanie 1D. Istnieje również bariera energetyczna o wartości 127,28 kJ/mol, oddzielająca tetratlen od ozonu i tlenu (1D)[2].
Przypisy
- ↑ R. Hernández-Lamoneda, A. Ramı́rez-Solı́s, Reactivity and electronic states of O4 along minimum energy paths, „The Journal of Chemical Physics”, 113 (10), 2000, s. 4139–4145, DOI: 10.1063/1.1288370 [dostęp 2024-05-25] (ang.).
- ↑ a b I. Røeggen, E.Wisløff Nilssen, Prediction of a metastable D3h form of tetra oxygen, „Chemical Physics Letters”, 157 (5), 1989, s. 409–414, DOI: 10.1016/0009-2614(89)87272-0 [dostęp 2024-05-25] (ang.).
- ↑ Fulvio Cacace, Giulia de Petris, Anna Troiani, Experimental Detection of Tetraoxygen, „Angewandte Chemie International Edition”, 40 (21), 2001, s. 4062-4065, DOI: 10.1002/1521-3773(20011105)40:21<4062::AID-ANIE4062>3.0.CO;2-X [dostęp 2024-05-25] (ang.).
- ↑ Matti Hotokka, Pekka Pyykkö, An ab initio study of bonding trends in the series BO33−, CO32−, NO3− and O4(D3h), „Chemical Physics Letters”, 157 (5), 1989, s. 415–418, DOI: 10.1016/0009-2614(89)87273-2 [dostęp 2024-05-25] (ang.).
Zobacz też
Linki zewnętrzne
- Sygnały – Czerwony Tlen, Wiedza i Życie, 2000 [zarchiwizowane 2016-07-01].
- Mass spectroscopy evidence of tetraoxygen, i-mass.com [zarchiwizowane 2006-03-13] (ang.).
- Federico A. Gorelli i inni, The ε Phase of Solid Oxygen: Evidence of an O4 Molecule Lattice, „Physical Review Letters”, 83 (20), 1999, s. 4093–4096, DOI: 10.1103/PhysRevLett.83.4093 [dostęp 2024-05-25] (ang.).