Ciclocarbono
Un ciclo [ n ] carbono es un compuesto químico que consta únicamente de un número n de átomos de carbono unidos covalentemente en un anillo . Dado que los compuestos están compuestos solo por átomos de carbono, son alótropos del carbono . Los posibles patrones de enlace incluyen todos los enlaces dobles (un cumuleno cíclico ) o enlaces sencillos y enlaces triples alternos (un poliino cíclico ). [1] [2] [3]
A partir de 2020, el único ciclocarbono que se ha sintetizado es el ciclo [18] carbono .
Ciclo [6] carbono
El miembro (hipotético) de seis carbonos de esta familia (C 6 ) también se llama benzotriino .
Ciclo [18] carbono
El ciclo [ n ] carbono más pequeño que se predice que es termodinámicamente estable es el C 18 , con una energía de deformación calculada de 72 kilocalorías por mol. [1] [3] Un equipo de IBM / Oxford afirmó sintetizar sus moléculas en estado sólido en 2019: [4]
Según estos investigadores de IBM, el ciclocarbono sintetizado tiene enlaces triples y sencillos alternos , en lugar de estar hecho completamente de dobles enlaces. Esto supuestamente hace que esta molécula sea un semiconductor . [5]
Ciclo [n] carbonos grandes
Seenithurai & Chai 2020 encontraron que los ciclo [n] carbonos más grandes [hasta 100 átomos de carbono] exhiben un carácter polirradical e informan cadenas de carbono lineales (l-CC [n]), así como cadenas de carbono cíclicas o ciclo [n] carbono (c- CC [n]), donde n = 10-100. [6] Para todos los casos investigados, l -CC [ n ] y c -CC [ n ] son singletes de estado fundamental, y c -CC [ n ] son energéticamente más estables que l -CC [ n ]. Las propiedades electrónicas de l -CC [ n ] y c -CC [ n ] muestran patrones de oscilación peculiares para valores más pequeños de n, seguido de cambios monótonos para valores más grandes de n . Para las cadenas de carbono más pequeñas, los números impares l -CC [ n ] son más estables que los pares adyacentes, y c -CC [4 m + 2 ] / c -CC [4 m ] (donde m son números enteros positivos ) son más / menos estables que los impares adyacentes. Con el aumento de n , l -CC [ n ] yc -CC [ n ] poseen una naturaleza polirradical creciente en sus estados fundamentales, con los orbitales activos deslocalizados en toda la longitud de l -CC [ n] o toda la circunferencia de c -CC [ n ]. [6]
Sobre la base de los resultados de TAO-LDA, los c -CC [n] más pequeños (hasta = 22, donde m son números enteros positivos) poseen naturaleza no radical y brechas de energía singlete-triplete considerables (por ejemplo, mayores de 20 kcal / mol). En vista de su alta estabilidad, se puede anticipar que estas cadenas de carbono cíclico relativamente estables, como c -CC [10], c -CC [14], c -CC [18] y c -CC [22], es probable que se sinteticen en un futuro próximo. [6] Entre ellos, c -CC [18] (es decir, ciclo [18] carbono) ha sido sintetizado recientemente por un equipo de IBM / Oxford en 2019. [4]
Referencias
- ^ a b George A. Adamson; Charles W. Rees (1996). "Hacia la síntesis total de ciclo [ n ] carbonos y la generación de ciclo [6] carbono". J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1 (13): 1535-1543. doi : 10.1039 / P19960001535 .
- ^ Yves Rubin; Carolyn B. Knobler; Francois Diederich (1990). "Precursores de los ciclo [n] carbonos: desde 3,4-dialquinil-3-ciclobuteno-1,2-dionas y 3,4-dialquinil-3-ciclobuteno-1,2-dioles a ciclobutenodehidroanulenos y óxidos superiores de carbono" . Mermelada. Chem. Soc . 112 (4): 1607–1617. doi : 10.1021 / ja00160a047 .
- ↑ a b François Diederich; Yves Rubin; Carolyn B. Knobler; Robert L. Whetten; Kenneth E. Schriver; Kendall N. Houk; Yi Li (8 de septiembre de 1989). "Moléculas de carbono: evidencia de la generación de carbono ciclo [18] a partir de un precursor orgánico estable". Ciencia . 245 (4922): 1088–1090. Código Bibliográfico : 1989Sci ... 245.1088D . doi : 10.1126 / science.245.4922.1088 . PMID 17838807 .
- ↑ a b Kaiser, Katharina (15 de agosto de 2019). "Un alótropo de carbono molecular con hibridación en sp, ciclo [18] carbono". Ciencia . 365 (6459): 1299–1301. arXiv : 1908.05904 . doi : 10.1126 / science.aay1914 . PMID 31416933 .
- ↑ Castelvecchi, Davide (15 de agosto de 2019). "Los químicos hacen el primer anillo de carbono puro" . Naturaleza . 572 (7770): 426. doi : 10.1038 / d41586-019-02473-z .
- ^ a b c Seenithurai, Sonai; Chai, Jeng-Da (4 de agosto de 2020). "Investigación TAO-DFT de propiedades electrónicas de cadenas de carbono lineales y cíclicas" . Informes científicos . 10 (1): 1–13. doi : 10.1038 / s41598-020-70023-z .
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