El policarbonilo (también conocido como CO polimérico , p-CO o poli-CO ) es un polímero de monóxido de carbono sólido, metaestable y explosivo . [1] El polímero se produce exponiendo monóxido de carbono a altas presiones. La estructura del sólido parece amorfa , pero puede incluir un zigzag de grupos de CO equidistantes . [2]
El poli-CO se puede producir a presiones de 5,2 GPa; es amorfo y de color amarillo a rojo oscuro. [3] La polimerización es catalizada por luz azul a presiones ligeramente más bajas en la fase δ del CO sólido. [4] Se puede preparar otra fase cristalina blanca a temperaturas más altas, 6 o 7 GPa. [1]
RJ Mills descubrió este sólido, que se produjo por primera vez en un yunque de carburo de tungsteno en 1947. Originalmente se pensó que era subóxido de carbono polimérico, pero la formación no produce ningún subproducto gaseoso como el dióxido de carbono. [5] El rendimiento del sólido puede ser de hasta el 95%. [6]
El polímero es estable por encima de aproximadamente 80 K. Por debajo de esta temperatura, en cambio, se forma la forma ε de CO molecular sólido. Cuando se libera la presión, el polímero permanece estable a la presión atmosférica. El sólido se disuelve en agua, alcohol y acetona. [5] Cuando se expone a la atmósfera es higroscópico, se vuelve pegajoso y cambia de color, volviéndose más oscuro. [6] La reacción con el agua produce grupos carboxílicos. [7] [8]
El sólido almacena una gran cantidad de energía. Puede descomponerse explosivamente formando carbón vítreo y dióxido de carbono . [6] La densidad de energía almacenada puede ser de hasta 8 kJ/g. Durante la descomposición, la temperatura puede ser de 2500 K. [6] La densidad es de 1,65 g/cm 3 , sin embargo, la mayor parte del sólido producido es poroso, por lo que es probable que la densidad real sea mayor. [6]
La espectroscopía infrarroja muestra bandas a 650, 1210, 1440, 1650 y 1760 cm -1 . Es probable que la banda 1760 se deba a la estructura -C-(C=O)-C-. [4] El 1600 se debe a la vibración de un doble enlace C=C. [6]
El sólido es eléctricamente aislante con una energía de separación electrónica de 1,9 eV. [4]
La resonancia magnética nuclear para el material hecho de 13 CO muestra una resonancia aguda a 223 ppm debido al carbono unido a éster o lactona, y 151 ppm debido a los dobles enlaces C=C. También hay una amplia resonancia a 109 y 189 ppm. Con el paso de los días, el pico de 223 ppm se reduce y todas las demás características aumentan en fuerza. [6]
Las ideas de la estructura incluyen una cadena en zigzag de CO que apunta en direcciones opuestas, o cinco anillos de átomos conectados por enlaces CO y C-C . Los anillos son lactonas del ácido tetrónico : −C:−(C=O)−(C−O − )−(C=O)−O− . Las interconexiones entre los anillos son zigzags de CO. [4]
Otras ideas de la estructura del sólido incluyen carbono grafítico con dióxido de carbono bajo presión y un polímero con este monómero C 3 O 2 : −(C=O)−O−(C − )=C< . Otras ideas más son que el sólido es lo mismo que el polímero de subóxido de carbono con anhídrido oxálico . [9]
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