Tetraoxígeno

El tetraoxigeno es una molécula (O₄), también llamado oxozone, había sido pronosticado en 1924 por Gilbert N. Lewis, quién lo propuso como una explicación para el fracaso del oxígeno líquido para obedecer la ley de Curie.^[1] Hoy en día pareciera que Lewis estaba equivocado, pero no por mucho: simulacros de ordenador indican que a pesar de que hay moléculas no estables de O₄ en oxígeno líquido, moléculas de O₂ tienden a asociarse en pares con espines anti paralelos, formando unidades transitorias de O₄ .^[2] En 1999, los investigadores creyeron que el oxígeno sólido existía en su ε-fase (en presiones encima de 10 GPa) como O₄.^[3] Sin embargo, en 2006, se demostró por cristalografía de rayos X que esta fase estable conocida como ε oxígeno u oxígeno rojo es de hecho ${\ce {O8}}$ .^[4] No obstante, positivamente el tetraoxigeno ha sido detectado como una especia química de corta-vida en experimentos de espectrometría de la masa.^[5]

Bandas de absorción de la molécula O₄ en 360, 477 y 577 nm son frecuentemente utilizados para hacer inversiones de aerosol en espectroscopia de absorción óptica atmosférica. Debido a la distribución conocida de O₂ por tanto también O₄, La densidad de la columna inclinada del O₄ se puede usar para recuperar perfiles de aerosol que luego se pueden usar nuevamente en modelos de transferencia por radiación para modelar trayectorias de luz.

Molécula libre

Los cálculos teóricos han pronosticado la existencia metaestable de las moléculas de O₄ con dos formas diferentes: un "disco" cuadrado como ciclobutano o S₄, y un "molinillo" con tres átomos de oxígeno que rodean un centrales uno en una formación plana trigonal similar a trifluoruro de boro.^[6]^[7]^[8] Sea anteriormente señalado fuera que el "molinillo" del O₄ tendría que ser la continuación natural de las series isoelectricas ${\ce {BO3-3}}$ , ${\ce {CO3-2}}$ , ${\ce {NO3-}}$ , y análogo a ${\ce {SO3}}$ ; aquella observación servida como la base para los cálculos teóricos mencionados.BO3−
3 CO2−
3 NO−
3^[9]

Estructuras teóricas metaestables de O₄.

D_2d estructura	D_3h estructura

En 2001, un equipo en la Universidad de La Sapienza de Roma condujo Un experimento de espectrometría de masas de neutralización-reionización. para investigar la estructura libre de las moléculas O₄ .^[5] Sus resultados no coincidieron con ninguna de las dos estructuras moleculares propuestas, pero sí con un complejo entre dos moléculas de O₂, una en el estado fundamental y la otra en un estado específico de excitación.

Véase también

Referencias

↑ Lewis, Gilbert N. (1924). «The Magnetism of Oxygen and the Molecule O₄». Journal of the American Chemical Society 46 (9): 2027-2032. doi:10.1021/ja01674a008.
↑ Oda, Tatsuki; Alfredo Pasquarello (2004). «Noncollinear magnetism in liquid oxygen: A first-principles molecular dynamics study». Physical Review B 70 (134402): 1-19. Bibcode:2004PhRvB..70m4402O. doi:10.1103/PhysRevB.70.134402.
↑ Gorelli, Federico A.; Lorenzo Ulivi; Mario Santoro; Roberto Bini (1999). «The ε Phase of Solid Oxygen: Evidence of an O₄ Molecule Lattice». Physical Review Letters 83 (20): 4093-4096. Bibcode:1999PhRvL..83.4093G. doi:10.1103/PhysRevLett.83.4093.
↑ Lars F. Lundegaard, Gunnar Weck, Malcolm I. McMahon, Serge Desgreniers and Paul Loubeyre (2006). «Observation of an O8 molecular lattice in the phase of solid oxygen». Nature 443 (7108): 201-204. Bibcode:2006Natur.443..201L. PMID 16971946. doi:10.1038/nature05174.
↑ ^a ^b Cacace, Fulvio; Giulia de Petris; Anna Troiani (2001). «Experimental Detection of Tetraoxygen». Angewandte Chemie International Edition 40 (21): 4062-4065. PMID 12404493. doi:10.1002/1521-3773(20011105)40:21<4062::AID-ANIE4062>3.0.CO;2-X.
↑ Hernández-Lamoneda, R.; A. Ramírez-Solís (2000). «Reactivity and electronic states of O₄ along minimum energy paths». Journal of Chemical Physics 113 (10): 4139-4145. Bibcode:2000JChPh.113.4139H. doi:10.1063/1.1288370.
↑ Røeggen, I.; E. Wisløff Nilssen (1989). «Prediction of a metastable D_3h form of tetra oxygen». Chemical Physics Letters 157 (5): 409-414. Bibcode:1989CPL...157..409R. doi:10.1016/0009-2614(89)87272-0.
↑ Hotokka, M. (1989). «Ab initio study of bonding trends in the series BO_3³⁻, CO_3²⁻, NO_3⁻ and O₄(D_3h)». Chemical Physics Letters 157 (5): 415-418. Bibcode:1989CPL...157..415H. doi:10.1016/0009-2614(89)87273-2.
↑ Jubert,Un.H.; E.L.Varetti (1986). "En la existencia posible del O4 molécula con D3h simetría". Anales de Química (España)82:227-230.

Datos: Q457709
Multimedia: Tetraoxygen / Q457709

[1] Lewis, Gilbert N. (1924). «The Magnetism of Oxygen and the Molecule O₄». Journal of the American Chemical Society 46 (9): 2027-2032. doi:10.1021/ja01674a008.

[2] Oda, Tatsuki; Alfredo Pasquarello (2004). «Noncollinear magnetism in liquid oxygen: A first-principles molecular dynamics study». Physical Review B 70 (134402): 1-19. Bibcode:2004PhRvB..70m4402O. doi:10.1103/PhysRevB.70.134402.

[Gorelli-3] Gorelli, Federico A.; Lorenzo Ulivi; Mario Santoro; Roberto Bini (1999). «The ε Phase of Solid Oxygen: Evidence of an O₄ Molecule Lattice». Physical Review Letters 83 (20): 4093-4096. Bibcode:1999PhRvL..83.4093G. doi:10.1103/PhysRevLett.83.4093.

[4] Lars F. Lundegaard, Gunnar Weck, Malcolm I. McMahon, Serge Desgreniers and Paul Loubeyre (2006). «Observation of an O8 molecular lattice in the phase of solid oxygen». Nature 443 (7108): 201-204. Bibcode:2006Natur.443..201L. PMID 16971946. doi:10.1038/nature05174.

[Cacace-5] Cacace, Fulvio; Giulia de Petris; Anna Troiani (2001). «Experimental Detection of Tetraoxygen». Angewandte Chemie International Edition 40 (21): 4062-4065. PMID 12404493. doi:10.1002/1521-3773(20011105)40:21<4062::AID-ANIE4062>3.0.CO;2-X.

[6] Hernández-Lamoneda, R.; A. Ramírez-Solís (2000). «Reactivity and electronic states of O₄ along minimum energy paths». Journal of Chemical Physics 113 (10): 4139-4145. Bibcode:2000JChPh.113.4139H. doi:10.1063/1.1288370.

[7] Røeggen, I.; E. Wisløff Nilssen (1989). «Prediction of a metastable D_3h form of tetra oxygen». Chemical Physics Letters 157 (5): 409-414. Bibcode:1989CPL...157..409R. doi:10.1016/0009-2614(89)87272-0.

[8] Hotokka, M. (1989). «Ab initio study of bonding trends in the series BO_3³⁻, CO_3²⁻, NO_3⁻ and O₄(D_3h)». Chemical Physics Letters 157 (5): 415-418. Bibcode:1989CPL...157..415H. doi:10.1016/0009-2614(89)87273-2.

[9] Jubert,Un.H.; E.L.Varetti (1986). "En la existencia posible del O4 molécula con D3h simetría". Anales de Química (España)82:227-230.

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