El C 2 es un componente del vapor de carbono. Un artículo estima que el vapor de carbono es diatómico en un 28 % [2] , pero en teoría esto depende de la temperatura y la presión.
Propiedades electromagnéticas
Los electrones del carbono diatómico se distribuyen entre los orbitales moleculares según el principio de Aufbau para producir estados cuánticos únicos, con niveles de energía correspondientes. El estado con el nivel de energía más bajo, o estado fundamental, es un estado singlete ( 1 Σ+ sol), que sistemáticamente se denomina eteno-1,2-diilideno o dicarbono(0•). Hay varios estados excitados singlete y triplete que están relativamente cerca en energía al estado fundamental, que forman proporciones significativas de una muestra de dicarbono en condiciones ambientales. Cuando la mayoría de estos estados excitados experimentan relajación fotoquímica, emiten en la región infrarroja del espectro electromagnético. Sin embargo, un estado en particular emite en la región verde. Ese estado es un estado triplete ( 3 Π g ), que sistemáticamente se denomina eteno-μ,μ-diil-μ-ilideno o dicarbono(2•). Además, hay un estado excitado algo más alejado en energía del estado fundamental, que solo forma una proporción significativa de una muestra de dicarbono bajo irradiación ultravioleta media. Tras la relajación, este estado excitado fluoresce en la región violeta y fosforesce en la región azul. Este estado también es un estado singlete ( 1 Π g ), que también se denomina eteno-μ,μ-diil-μ-ilideno o dicarbono(2•).
La teoría de orbitales moleculares muestra que hay dos conjuntos de electrones apareados en un conjunto de orbitales de enlace pi degenerado. Esto da un orden de enlace de 2, lo que significa que debería existir un doble enlace entre los dos átomos de carbono en una molécula de C 2 . [3] Un análisis sugirió en cambio que existe un enlace cuádruple , [4] una interpretación que fue discutida. [5] Los cálculos de CASSCF indican que el enlace cuádruple basado en la teoría de orbitales moleculares también es razonable. [3] Las energías de disociación de enlace (BDE) de B 2 , C 2 y N 2 muestran un aumento de BDE, lo que indica enlaces simples , dobles y triples , respectivamente.
En ciertas formas de carbono cristalino, como el diamante y el grafito, se produce un punto de silla o "joroba" en el sitio de enlace en la densidad de carga. El estado triplete de C 2 sigue esta tendencia. Sin embargo, el estado singlete de C 2 actúa más como el silicio o el germanio ; es decir, la densidad de carga tiene un máximo en el sitio de enlace. [6]
Reacciones
El carbono diatómico reaccionará con acetona y acetaldehído para producir acetileno mediante dos vías diferentes. [2]
Las moléculas de triplete C2 reaccionarán a través de una vía intermolecular, que se ha demostrado que presenta un carácter dirradical. El intermediario para esta vía es el radical etileno. Su extracción está correlacionada con las energías de enlace. [2]
Las moléculas singlete C2 reaccionarán a través de una vía intramolecular, no radicalaria, en la que se extraerán dos átomos de hidrógeno de una molécula. El intermediario para esta vía es el vinilideno singlete . La reacción singlete puede ocurrir a través de una diabstracción 1,1 o una diabstracción 1,2. Esta reacción es insensible a la sustitución de isótopos. Las diferentes abstracciones posiblemente se deban a las orientaciones espaciales de las colisiones más que a las energías de enlace. [2]
El singlete C 2 también reacciona con alquenos . El acetileno es un producto principal; sin embargo, parece que el C 2 se insertará en enlaces carbono-hidrógeno.
Es 2,5 veces más probable que el C2 se inserte en un grupo metilo que en un grupo metileno . [7]
Existe una posible síntesis química a temperatura ambiente discutida a través del alquinil-λ 3 -yodano. [8] [9]
Historia
C/2014 Q2 (Lovejoy) brilla en verde debido al carbono diatómico.C/2022 E3 (ZTF) también parece verde.
La luz de los cometas ricos en gas se origina principalmente de la emisión de carbono diatómico. Un ejemplo es C/2014 Q2 (Lovejoy) , donde hay varias líneas de luz C 2 , principalmente en el espectro visible , [10] formando las bandas de Swan . [11] C/2022 E3 (ZTF) , visible a principios de 2023, también exhibe color verde debido a la presencia de carbono diatómico. [12]
Véase también
Acetiluro : una sustancia química relacionada con la fórmula C2− 2
Referencias
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