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Imidógeno

El imidógeno es un compuesto inorgánico con la fórmula química NH. [2] Al igual que otros radicales simples , es altamente reactivo y, en consecuencia, de vida corta, excepto como gas diluido. Su comportamiento depende de su multiplicidad de espín .

Producción y propiedades

El imidógeno se puede generar mediante descarga eléctrica en una atmósfera de amoníaco . [3]

El imidógeno tiene una gran división rotacional y una interacción espín-espín débil, por lo tanto, será menos probable que sufra transiciones Zeeman inducidas por colisión . [3] El imidógeno en estado fundamental se puede atrapar magnéticamente utilizando una carga de gas amortiguador de un haz molecular. [3]

El estado fundamental del imidógeno es un triplete , con un estado excitado singlete sólo ligeramente superior en energía. [4]

El primer estado excitado (a 1 Δ) tiene una vida útil larga ya que su relajación al estado fundamental (X 3 Σ ) está prohibida por el espín . [5] El imidógeno sufre un cruce entre sistemas inducido por colisión . [4]

Reactividad

Ignorando los átomos de hidrógeno, el imidógeno es isoelectrónico con los átomos de carbeno (CH 2 ) y oxígeno (O), y exhibe una reactividad comparable. [5] El primer estado excitado se puede detectar mediante fluorescencia inducida por láser (LIF). [5] Los métodos LIF permiten la detección del agotamiento, la producción y los productos químicos del NH. Reacciona con óxido nítrico (NO):

NH + NO → N2 + OH
NH + NO → N2O + H

La primera reacción es más favorable con un Δ H 0 de−408 ± 2 kJ/mol en comparación con un Δ H 0 de−147 ± 2 kJ/mol para la última reacción. [6]

Nomenclatura

El nombre trivial nitreno es el nombre preferido de la IUPAC . Los nombres sistemáticos, λ 1 -azano e hidridonitrógeno , nombres válidos de la IUPAC , se construyen de acuerdo con las nomenclaturas sustitutiva y aditiva, respectivamente.

En contextos apropiados, el imidógeno puede considerarse como amoníaco al que se le han quitado dos átomos de hidrógeno y, como tal, el azilideno puede usarse como un nombre sistemático específico del contexto, de acuerdo con la nomenclatura sustitutiva. Por defecto, este nombre no tiene en cuenta la radicalidad de la molécula de imidógeno. Aunque, en un contexto aún más específico, también puede nombrar el estado no radical, mientras que el estado dirradical se denomina azanediilo .

Astroquímica

Se identificó NH interestelar en las nubes difusas hacia ζ Persei y HD 27778 a partir de espectros de alta resolución de alta relación señal-ruido de la banda de absorción NH A 3 Π→X 3 Σ (0,0) cerca de 3358 Å. [7] Una temperatura de aproximadamente 30 K (−243 °C) favoreció una producción eficiente de CN a partir de NH dentro de la nube difusa. [8] [9] [7]

Reacciones relevantes para la astroquímica

Dentro de las nubes difusas, H + N → NH + e es un mecanismo de formación importante. Cerca del equilibrio químico, los mecanismos de formación de NH importantes son las recombinaciones de NH+
2
y iones NH+3 con electrones. Dependiendo del campo de radiación en la nube difusa, el NH 2 también puede contribuir.

El NH se destruye en las nubes difusas por fotodisociación y fotoionización . En las nubes densas, el NH se destruye por reacciones con el oxígeno atómico y el nitrógeno. O + y N + forman OH y NH en las nubes difusas. El NH participa en la creación de N2 , OH, H, CN + , CH, N, NH+
2
, NH + para el medio interestelar.

Se ha informado de la presencia de NH en el medio interestelar difuso , pero no en nubes moleculares densas . [12] El propósito de detectar NH es a menudo obtener una mejor estimación de las constantes rotacionales y los niveles vibracionales de NH. [13] También es necesario para confirmar los datos teóricos que predicen las abundancias de N y NH en estrellas que producen N y NH y otras estrellas con trazas sobrantes de N y NH. [14] El uso de los valores actuales de las constantes rotacionales y las vibraciones de NH, así como de OH y CH, permite estudiar las abundancias de carbono, nitrógeno y oxígeno sin recurrir a una síntesis de espectro completo con una atmósfera modelo 3D. [15]

Véase también

Referencias

  1. ^ Libro Rojo de la IUPAC 2005
  2. ^ Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Química de los elementos (2.ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
  3. ^ abc Campbell, WC; Tsikata, E.; van Buuren, L.; Lu, H.; Doyle, JM (2007). "Atrapamiento magnético y relajación Zeeman de NH (X 3 Σ )". Physical Review Letters . 98 (21): 213001. arXiv : physics/0702071 . doi :10.1103/PhysRevLett.98.213001. PMID  17677770. S2CID  28355332.
  4. ^ ab Adams, JS; Pasternack, L. (1991). "Cruce entre sistemas inducido por colisión en imidógeno (a 1 Δ) → imidógeno (X 3 Σ )". Revista de química física . 95 (8): 2975–2982. doi :10.1021/j100161a009.
  5. ^ abc Hack, W.; Rathmann, K. (1990). "Reacción elemental de imidógeno (a 1 Δ) con monóxido de carbono". Revista de química física . 94 (9): 3636–3639. doi :10.1021/j100372a050.
  6. ^ Patel-Misra, D.; Dagdigian, PJ (1992). "Dinámica de la reacción imidógeno (X 3 Σ ) + óxido nítrico (X 2 Π): distribución del estado interno del producto hidroxilo (X 2 Π)". Journal of Physical Chemistry . 96 (8): 3232–3236. doi :10.1021/j100187a011.
  7. ^ ab Meyer, David M.; Roth, Katherine C. (1 de agosto de 1991). "Descubrimiento de NH interestelar". Astrophysical Journal . 376 : L49–L52. Código Bibliográfico :1991ApJ...376L..49M. doi : 10.1086/186100 .
  8. ^ Wagenblast, R.; Williams, DA; Millar, TJ; Nejad, LAM (1993). "Sobre el origen de NH en nubes interestelares difusas". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 260 (2): 420–424. Bibcode :1993MNRAS.260..420W. doi : 10.1093/mnras/260.2.420 .
  9. ^ Crutcher, RM; Watson, WD (1976). "Límite superior y significación de la molécula de NH en nubes interestelares difusas". Astrophysical Journal . 209 (1): 778–781. Bibcode :1976ApJ...209..778C. doi :10.1086/154775.
  10. ^ Prasad, SS; Huntress, WT (1980). "Un modelo para la química de la fase gaseosa en las nubes interestelares. I. El modelo básico, la biblioteca de reacciones químicas y la química entre los compuestos de C, N y O". Serie de suplementos de revistas astrofísicas . 43 : 1. Bibcode :1980ApJS...43....1P. doi : 10.1086/190665 .
  11. ^ "La base de datos UMIST para astroquímica 2012/ astrochemistry.net".
  12. ^ Cernícharo, José; Goicoechea, Javier R.; Caux, Emmanuel (2000). "Detección de infrarrojo lejano de C 3 en Sagitario B2 e IRC +10216". Cartas de diarios astrofísicos . 534 (2): L199-L202. Código Bib : 2000ApJ...534L.199C. doi :10.1086/312668. hdl : 10261/192089 . ISSN  1538-4357. PMID  10813682. S2CID  36447926.
  13. ^ Ram, RS; Bernath, PF; Hinkle, KH (1999). "Espectroscopia de emisión infrarroja de NH: Comparación de un espectrógrafo criogénico Echelle con un espectrómetro de transformada de Fourier". The Journal of Chemical Physics . 110 (12): 5557. Bibcode :1999JChPh.110.5557R. doi :10.1063/1.478453.
  14. ^ Grevesse, N.; Lambert, DL; Sauval, AJ; Van Dishoeck, EF; Farmer, CB; Norton, RH (1990). "Identificación de las líneas de vibración-rotación solar del NH y la abundancia de nitrógeno solar". Astronomía y Astrofísica . 232 (1): 225. Bibcode :1990A&A...232..225G. ISSN  0004-6361.
  15. ^ Frebel, Anna; Collet, Remo; Eriksson, Kjell; Christlieb, Norbert; Aoki, Wako (2008). "HE 1327–2326, una estrella no evolucionada con [Fe/H] < –5,0. II. Nuevas abundancias corregidas 3D–1D a partir de un espectro UVES de Very Large Telescope". Astrophysical Journal . 684 (1): 588–602. arXiv : 0805.3341 . Bibcode :2008ApJ...684..588F. doi :10.1086/590327. ISSN  0004-637X. S2CID  119236652.

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