Koolstoftrioxide

Koolstoftrioxide
Structuurformule en molecuulmodel
	De Cs, D3h, and C2v isomeren van koolstoftrioxide
Algemeen
Chemische formule	CO3
IUPAC-naam	Dioxiraan-3-on (C2v-isomeer)
Andere namen	Koolstoftrioxide
Molaire massa	60,008 g/mol
SMILES	O=[C]O[O]
CAS-nummer	12144-05-7
PubChem	19817254
Wikidata	Q423705
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
Portaal	Scheikunde

Koolstoftrioxide, (CO₃), is een instabiel oxide van koolstof. De mogelijke isomeren hebben verschillende symmetrie-aanduidingen: C_s, D_3h en C_2v. Van het isomeer met aanduiding C_2v is gebleken dat het de grondtoestand van het molecuul weergeeft. In de tekeningen hiernaast is in de meest rechtse figuur de dioxiraanring duidelijk aanwezig.

Koolstoftrioxide moet niet verward worden met het carbonaat-ion, ${\ce {CO3^{2-}}}$ .

Koolstoftrioxide kan gevormd worden in bijvoorbeeld de driftzone van een negatieve corona-ontlading in de reactie tussen koolstofdioxide, ${\ce {CO2}}$ en atomaire zuurstof ${\ce {O}}$ , ontstaan uit zuurstofgas onder invloed van vrije elektronen in het plasma.

Een andere benadering is de fotodissociatie met UV-licht (253,7 nm) van ozon, ${\ce {O3}}$ , opgelost in vloeibare ${\ce {CO2}}$ of in een mengsel van ${\ce {CO2}}$ en ${\ce {SF6}}$ (zwavelhexafluoride) bij −45 °C. De vorming van ${\ce {CO3}}$ wordt afgeleid uit de experimentele resultaten, maar de stof ontleedt spontaan binnen een minuut via de reactie:

{\ce {2CO3\ ->\ 2CO2\ +\ O2}}

Andere opties zijn ozon over vast koolstofdioxide te leiden, of omgekeerd, koolstofmonoxide en moleculaire zuurstof met elkaar te laten reageren.

Naast het grondtoestand-isomeer (C_2v), werd de eerste spectroscopische waarneming van het D_3h-isomeer gedaan in met elektronen bestraald vast koolstofdioxide.

Bronnen, noten en/of referenties

Dit artikel of een eerdere versie ervan is een (gedeeltelijke) vertaling van het artikel Carbon trioxide op de Engelstalige Wikipedia, dat onder de licentie Creative Commons Naamsvermelding/Gelijk delen valt. Zie de bewerkingsgeschiedenis aldaar.

Verwijzingen in de tekst

↑ De symmetrie-aanduiding C_s wil zeggen dat het molecuul een spiegelvlak van symmetrie heeft (door alle atomen), maar dat daar ook bij blijft.
↑ De symmetrie-aanduiding D_3h betekent dat het molecuul een spiegelvlak heeft (door alle atomen), en loodrecht daarop een drievoudige rotatieas (door het koolstof-atoom): na draaiing over een hoek van 360/3 graden is "hetzelfde molecuul" ontstaan.
↑ De symmetrie-aanduiding C_2v wil zeggen dat het molecuul een spiegelvlak heeft (door alle atomen) en dat het molecuul over een tweevoudige rotatieas beschikt (door het koolstof-atoom en het dubbel gebonden zuurstof-atoom, de binding tussen de twee andere zuurstofatomen wordt door de as in tweeën gedeeld) een draaiing van 360/2 graden levert "hetzelfde" molecuul op.
↑ T. Kowalczyk, A. I. Krylov (Aug 2007). Electronic structure of carbon trioxide and vibronic interactions involving Jahn–Teller states. J. Phys. Chem. A 111 (33): 8271–8276. ISSN: 1089-5639. PMID 17661455. DOI: 10.1021/jp073627d.
↑ Sabin, J. R, Kim, H (1971). A theoretical study of the structure and properties of carbon trioxide. Chemical Physics Letters 11 (5): 593–597. DOI: 10.1016/0009-2614(71)87010-0.
↑ DeMore W. B., Jacobsen C. W. (1969). Formation of carbon trioxide in the photolysis of ozone in liquid carbon dioxide. Journal of Physical Chemistry 73 (9): 2935–2938. DOI: 10.1021/j100843a026.
↑ Bennett, Chris J., Jamieson, C., Mebel, Alexander M., Kaiser, Ralf I. (2004). Untangling the formation of the cyclic carbon trioxide isomer in low temperature carbon dioxide ices. Physical Chemistry Chemical Physics 6 (4): 735. DOI: 10.1039/b315626p.
↑ Jamieson, Corey S., Mebel, Alexander M., Kaiser, Ralf I. (2006). Identification of the D_3h Isomer of Carbon Trioxide (CO₃) and Its Implications for Atmospheric Chemistry. ChemPhysChem 7 (12): 2508–2513. PMID 17029325. DOI: 10.1002/cphc.200600390.

Meer informatie over dit onderwerp

Sobek V., Skalný J. D. (1993). A simple model of processes in the drift region of negative corona discharge in a mixture of air with halocarbons. Czechoslovak Journal of Physics 43 (8): 807. DOI: 10.1007/BF01589802.
Pople J. A., Seeger U., Seeger R. (2004). The structure of carbonate. Journal of Computational Chemistry 1 (2): 199–203. DOI: 10.1002/jcc.540010215.
Moll N. G., Clutter D. R., Thompson W. E. (1966). Carbonate: Its Production, Infrared Spectrum, and Structure Studied in a Matrix of Solid CO₂. The Journal of Chemical Physics 45 (12): 4469–4481. DOI: 10.1063/1.1727526.
Gimarc B. M., Chou T. S. (1968). Geometry and Electronic Structure of Carbon Trioxide. The Journal of Chemical Physics 49 (9): 4043–4047. DOI: 10.1063/1.1670715.
DeMore W. B., Dede C. (1970). Pressure dependence of carbon trioxide formation in the gas-phase reaction of O(1D) with carbon dioxide. Journal of Physical Chemistry 74 (13): 2621–2625. DOI: 10.1021/j100707a006.
Francisco J. S., Williams I. H. (1985). A theoretical study of the force field for carbon trioxide. Chemical Physics 95 (3): 373. DOI: 10.1016/0301-0104(85)80160-9.

[1] De symmetrie-aanduiding C_s wil zeggen dat het molecuul een spiegelvlak van symmetrie heeft (door alle atomen), maar dat daar ook bij blijft.

[2] De symmetrie-aanduiding D_3h betekent dat het molecuul een spiegelvlak heeft (door alle atomen), en loodrecht daarop een drievoudige rotatieas (door het koolstof-atoom): na draaiing over een hoek van 360/3 graden is "hetzelfde molecuul" ontstaan.

[3] De symmetrie-aanduiding C_2v wil zeggen dat het molecuul een spiegelvlak heeft (door alle atomen) en dat het molecuul over een tweevoudige rotatieas beschikt (door het koolstof-atoom en het dubbel gebonden zuurstof-atoom, de binding tussen de twee andere zuurstofatomen wordt door de as in tweeën gedeeld) een draaiing van 360/2 graden levert "hetzelfde" molecuul op.

[4] T. Kowalczyk, A. I. Krylov (Aug 2007). Electronic structure of carbon trioxide and vibronic interactions involving Jahn–Teller states. J. Phys. Chem. A 111 (33): 8271–8276. ISSN: 1089-5639. PMID 17661455. DOI: 10.1021/jp073627d.

[5] Sabin, J. R, Kim, H (1971). A theoretical study of the structure and properties of carbon trioxide. Chemical Physics Letters 11 (5): 593–597. DOI: 10.1016/0009-2614(71)87010-0.

[6] DeMore W. B., Jacobsen C. W. (1969). Formation of carbon trioxide in the photolysis of ozone in liquid carbon dioxide. Journal of Physical Chemistry 73 (9): 2935–2938. DOI: 10.1021/j100843a026.

[7] Bennett, Chris J., Jamieson, C., Mebel, Alexander M., Kaiser, Ralf I. (2004). Untangling the formation of the cyclic carbon trioxide isomer in low temperature carbon dioxide ices. Physical Chemistry Chemical Physics 6 (4): 735. DOI: 10.1039/b315626p.

[8] Jamieson, Corey S., Mebel, Alexander M., Kaiser, Ralf I. (2006). Identification of the D_3h Isomer of Carbon Trioxide (CO₃) and Its Implications for Atmospheric Chemistry. ChemPhysChem 7 (12): 2508–2513. PMID 17029325. DOI: 10.1002/cphc.200600390.