Carbono acetilénico Lineal, Historia y controversia, Estructura





Acetilénico de carbono lineal, también llamado carbino, es una forma alotrópica de carbono que tiene la estructura química n como una cadena de repetir, con la alternancia de enlaces simples y triples. Por consiguiente, sería el último miembro de la familia de polyyne.

Este tipo de carbino es de gran interés para la nanotecnología como el módulo de su joven es cuarenta veces mayor que la del diamante, el material más duro conocido. También se ha identificado en el espacio interestelar. Sin embargo, su existencia ha sido cuestionada recientemente, como ha quedado claro que tales cadenas serían extremadamente inestable en forma condensada, tal como se les reticular exotérmicamente si se acercaban uno al otro.

Historia y controversia

Las primeras denuncias de detección de este alótropo hicieron VI Kasatochkin y otros en 1967 y repitió en 1978. Sin embargo, en 1982 PPK Smith y PR Buseck volvió a examinar muestras de varios informes anteriores y mostró que las señales atribuidas a carbino eran, de hecho, debido a las impurezas de silicato en las muestras.

En 1984 un grupo en Exxon informó de la detección de grupos con números pares de átomos de carbono, entre 30 y 180, en experimentos de evaporación de carbono, y los atribuyó a polyyine de carbono. Sin embargo los grupos más tarde fueron identificados como fullerenos.

En 1991 carbino fue supuestamente detectado entre varios otros alótropos de carbono en las muestras de negro de carbono amorfo vaporiza y se inactivó por ondas de choque producidas por cargas explosivas en forma.

En 1995, se informó de la preparación de las cadenas carbino con más de 300 átomos de carbono. Ellos fueron reclamados para ser razonablemente estable, incluso en contra de la humedad y el oxígeno, siempre y cuando los alquinos terminales en la cadena están cubiertos con grupos inertes en lugar de átomos de hidrógeno. El estudio afirma que los datos indicados específicamente a estructuras carbino similares en lugar de los de tipo fulereno. Sin embargo, de acuerdo con H. Kroto, las propiedades y métodos sintéticos que se utilizan en estos estudios son consistentes con la generación de los fullerenos.

Otro informe de 1995 reivindica la detección de cadenas de carbino de longitud indeterminada en una capa de material carbonizado, a unos 180 nm de espesor, resultante de la reacción de politetrafluoroetileno sólido inmerso en la amalgama de metal alcalino a temperatura ambiente. La reacción fue asumido

 n 4 M? n 4 MF

donde M es litio, sodio, o potasio. Los autores conjeturaron que los nanocristales de fluoruro de metal entre las cadenas prevenir su polimerización.

En 1999, F. Cataldo observó que acetiluro de cobre 2C2-2) después de la oxidación parcial por la exposición a iones de aire o de cobre libera polyynes HnH, con n de 2 a 6, cuando se descompone por el ácido clorhídrico, y deja un residuo "carbonoso" con la firma espectral de n cadenas. Se conjetura que la oxidación provoca la polimerización de los aniones acetiluro C2-2 en aniones de tipo carbino CNC2-o aniones de tipo cumulene CmC4-. Además, la descomposición térmica de acetiluro de cobre en vacío dio un depósito suave y esponjosa de polvo fino de carbón en las paredes del matraz, que, sobre la base de los datos espectrales, se afirma que es carbino en lugar de grafito. Por último, la oxidación de acetiluro de cobre en solución amoniacal produce un residuo carbonoso que se reivindica a consistir en aniones "polyacetylyde" cubiertos con los iones de cobre residuales,

 Cu +CNC-Cu

Sobre la base de la cantidad residual de cobre, se estimó el número medio de unidades de n para estar alrededor de 230.

En 2004 un análisis de una forma alotrópica de carbono lineal sintetizado pareció que tienen un cumulene dobles enlaces estructura-secuenciales electrónicos a lo largo de un carbono hibridado sp-cadena-en lugar de la alterna patrón de triple única de carbino lineal.

Polyynes

Si bien la existencia de cadenas "carbino" en material de carbono neutral pura sigue siendo controvertido, corta N cadenas están bien establecidos como subestructuras de moléculas más grandes, e incluso se sintetizan por varios organismos vivos. A partir de 2010, el más largo en cadena en una molécula estable con 22 unidades acetilénicos, siendo estabilizados por grupos terminales más voluminosos.

Estructura

Los átomos de carbono en esta forma son cada uno lineal en la geometría con hibridación orbital sp. La duración estimada de los bonos es de 120,7 y 137,9 pm pm.

Hay otras configuraciones posibles para una cadena de átomos de carbono. La principal alternativa es la cadena polycumulene con solamente enlaces dobles. Se espera que esta cadena a tener un poco más alto de energía, con una brecha de Peierls de 2 a 5 eV. Para las moléculas Cn cortos, sin embargo, la estructura polycumulene parece estar favorecida. Cuando n es par, dos configuraciones de tierra, muy cerca de la energía, pueden coexistir, uno cíclico lineal y uno.

Los límites de la flexibilidad de la cadena de carbino se ilustran por un polyyne sintético con una columna vertebral de 8 unidades acetilénicos, cuya cadena se encontró que ser doblado en 25 grados o más en el estado sólido, para dar cabida a los voluminosos grupos terminales de las moléculas adyacentes.

Se espera que la cadena de carbino altamente simétrica para tener sólo un modo de Raman-activo con Mx simetría, debido al estiramiento de los enlaces en cada uno de una sola doble par, que la frecuencia típicamente entre 1950 y 2300 cm-1.