El pentóxido de carbono o pentóxido de carbono es un óxido de carbono molecular inestable . La molécula se ha producido y estudiado a temperaturas criogénicas. La molécula es importante en la química atmosférica y en el estudio de los hielos fríos en el sistema solar exterior y el espacio interestelar . [1] La sustancia podría formarse y estar presente en Ganimedes o Tritón , lunas del sistema solar exterior.
La molécula tiene una simetría C 2 . Consiste en un anillo de cinco miembros con un carbono y cuatro átomos de oxígeno. Un quinto átomo de oxígeno tiene un doble enlace con el carbono. El cálculo ha dado como resultado una estructura teórica. El pentágono no es regular, pero varía en la longitud de sus lados y ángulos. La distancia entre los átomos de oxígeno que no están unidos al carbono es 1,406 Å, mientras que la distancia entre uno de estos átomos y un oxígeno unido al carbono es 1,457 Å. La longitud del enlace carbono-oxígeno es 1,376 Å. El doble enlace carbono-oxígeno es el más corto con 1.180 Å. No hay enlace carbono-carbono ya que solo hay un átomo de carbono. El ángulo de enlace OOO es 100,2 ° y el ángulo OOC es 109,1 °. El ángulo de enlace OCO es de 125,4 °. [2]
El pentóxido de carbono se produjo irradiando dióxido de carbono congelado criogénicamente con electrones de 5 keV. El mecanismo de reacción es el tetróxido de carbono que reacciona con un átomo de oxígeno. Esta reacción libera 17.0 kJmol -1 . [2] La formación a partir de ozono y dióxido de carbono es energéticamente desfavorable en 165,6 kJmol -1 , y el trióxido de carbono que reacciona con moléculas de dióxido también requeriría 31,6 kJmol -1 . [3]
Los números de onda infrarrojos vibratorios incluyen el ν 1 1912 cm −1 más prominente para el isotopólogo más común 12 C 16 O 5 . [2] Las posibles rutas de descomposición son la formación de dióxido de carbono y ozono, o monóxido de carbono y oxígeno, o trióxido de carbono y oxígeno. [3] El pentóxido de carbono es menos volátil que el dióxido de carbono y permanece estable y sólido hasta aproximadamente 106K. [2]
Una estructura teórica alternativa, denominada C 2v , tiene una estructura espiro con un anillo de cuatro miembros y un anillo de tres miembros unidos perpendicularmente al átomo de carbono. Sin embargo, esto es 166 kJmol -1 más alto en energía que el isómero C 2 y, por lo tanto, es menos probable que se forme. Este isómero no se ha detectado. [1]
El pentasulfuro de carbono equivalente también se conoce a partir de la matriz de gas inerte. Tiene simetría C 2 con la misma topología atómica que el pentóxido. [4]