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Esta es una lista de moléculas que se han detectado en el medio interestelar y las envolturas circunestelares , agrupadas por el número de átomos componentes . La fórmula química se enumera para cada compuesto detectado, junto con cualquier forma ionizada que también se haya observado.

Antecedentes [ editar ]

Las moléculas que se enumeran a continuación se detectaron mediante espectroscopía astronómica . Sus características espectrales surgen porque las moléculas absorben o emiten un fotón de luz cuando hacen la transición entre dos niveles de energía molecular . La energía (y por lo tanto la longitud de onda ) del fotón coincide con la diferencia de energía entre los niveles involucrados. Las transiciones electrónicas moleculares ocurren cuando uno de los electrones de la molécula se mueve entre orbitales moleculares , produciendo una línea espectral en las partes ultravioleta , óptica o infrarroja cercana delespectro electromagnético . Alternativamente, una transición vibratoria transfiere cuantos de energía hacia (o desde) las vibraciones de los enlaces moleculares , produciendo firmas en el infrarrojo medio o lejano . Las moléculas en fase gaseosa también tienen niveles de rotación cuantificados , lo que lleva a transiciones en longitudes de onda de microondas o radio . [1]

A veces, una transición puede involucrar más de uno de estos tipos de nivel de energía, por ejemplo , la espectroscopía ro-vibratoria cambia tanto el nivel de energía rotacional como vibracional. Ocasionalmente, los tres ocurren juntos, como en la banda de Phillips de C 2 ( carbono diatómico ), en la que una transición electrónica produce una línea en el infrarrojo cercano, que luego se divide en varias bandas vibrónicas por un cambio simultáneo en el nivel vibratorio, que a su vez se vuelven a dividir en ramas rotacionales . [2]

El espectro de una molécula en particular se rige por las reglas de selección de la química cuántica y la simetría molecular . Algunas moléculas tienen espectros simples que son fáciles de identificar, mientras que otras (incluso algunas moléculas pequeñas) tienen espectros extremadamente complejos con flujo disperso entre muchas líneas diferentes, lo que las hace mucho más difíciles de detectar. [3] Las interacciones entre los núcleos atómicos y los electrones a veces provocan una estructura hiperfina adicional de las líneas espectrales. Si existe la molécula en múltiples isotopólogos (versiones que contienen diferentes atómicas isótopos ), el espectro se complica aún más por los cambios de isótopos .

La detección de una nueva molécula interestelar o circunestelar requiere identificar un objeto astronómico adecuado donde es probable que esté presente y luego observarlo con un telescopio equipado con un espectrógrafo que trabaje con la longitud de onda, la resolución espectral y la sensibilidad requeridas . La primera molécula detectada en el medio interestelar fue el radical metilidino (CH • ) en 1937, a través de su fuerte transición electrónica a 4300 angstroms (en el óptico). [4] Los avances en la instrumentación astronómica han llevado a un número creciente de nuevas detecciones. A partir de la década de 1950, la radioastronomíacomenzó a dominar las nuevas detecciones, y la astronomía sub-mm también se volvió importante a partir de la década de 1990. [3]

El inventario de moléculas detectadas está muy sesgado hacia ciertos tipos que son más fáciles de detectar, por ejemplo, la radioastronomía es más sensible a pequeñas moléculas lineales con un dipolo de alto peso molecular . [3] La molécula más común en el Universo, el H 2 ( hidrógeno molecular ) es completamente invisible para los radiotelescopios porque no tiene dipolo; [3] sus transiciones electrónicas son demasiado enérgicas para los telescopios ópticos, por lo que la detección de H 2 requirió observaciones ultravioleta con un cohete sonda . [5] Las líneas vibratorias a menudo no son específicas de una molécula individual, lo que permite identificar solo la clase general. Por ejemplo,Se sabe que los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) son comunes en el espacio debido a sus líneas vibratorias, que se observan ampliamente en el infrarrojo medio, pero no ha sido posible identificar exactamente qué moléculas son responsables. [6]

Una de las fuentes más ricas para detectar moléculas interestelares es Sagittarius B2 (Sgr B2), una nube molecular gigante cerca del centro de la Vía Láctea . Aproximadamente la mitad de las moléculas enumeradas a continuación se encontraron por primera vez en Sgr B2, y muchas de las otras se han detectado posteriormente allí. [7] Una rica fuente de moléculas circunestelares es CW Leonis (también conocida como IRC +10216), una estrella de carbono cercana , donde se han identificado unas 50 moléculas. [8] No existe un límite claro entre los medios interestelar y circunestelar, por lo que ambos se incluyen en las tablas siguientes.

La disciplina de la astroquímica incluye comprender cómo se forman estas moléculas y explicar su abundancia. La densidad extremadamente baja del medio interestelar no favorece la formación de moléculas, lo que hace que las reacciones convencionales en fase gaseosa entre especies neutras (átomos o moléculas) sean ineficaces. Muchas regiones también tienen temperaturas muy bajas (típicamente 10 kelvin dentro de una nube molecular), lo que reduce aún más las velocidades de reacción, o campos de radiación ultravioleta altos, que destruyen las moléculas a través de la fotoquímica . [9] Explicar las abundancias observadas de moléculas interestelares requiere calcular el equilibrio entre las tasas de formación y destrucción utilizandoquímica de iones en fase gaseosa (a menudo impulsada por rayos cósmicos ), química de la superficie del polvo cósmico , transferencia radiativa , incluida la extinción interestelar , y sofisticadas redes de reacción . [10]

Más información: astrofísica molecular

Moléculas [ editar ]

Las siguientes tablas enumeran las moléculas que se han detectado en el medio interestelar o en la materia circunestelar, agrupadas por el número de átomos componentes . Las moléculas neutras y sus iones moleculares se enumeran en columnas separadas; si no hay entrada en la columna de moléculas, solo se ha detectado la forma ionizada. Las designaciones (nombres de moléculas) son las utilizadas en la literatura científica que describen la detección; si no se dio ninguno, ese campo se deja vacío. La masa se indica en unidades de masa atómica . Moléculas deuteradas , que contienen al menos un deuterio ( 2H) átomo, tienen masas ligeramente diferentes y se enumeran en una tabla separada. El número total de especies únicas, incluidos los distintos estados de ionización, se indica en el encabezado de cada sección.

La mayoría de las moléculas detectadas hasta ahora son orgánicas . La única molécula inorgánica detectada con cinco o más átomos es SiH 4 . [11] Las moléculas más grandes que eso tienen al menos un átomo de carbono, sin enlaces N-N u O-O. [11]

El monóxido de carbono se usa con frecuencia para rastrear la distribución de masa en nubes moleculares . [12]

Diatómico (43) [ editar ]

MoléculaDesignacionMasaIones
AlClMonocloruro de aluminio [13] [14]62,5-
AlFMonofluoruro de aluminio [13] [15]46-
AlOMonóxido de aluminio [16]43-
-Argonio [17] [18]37 [nota 1]ArH +
C 2Carbono diatómico [19] [20]24-
-Fluorometilidinio31CF + [21]
CHRadical metilidino [22] [23]13CH + [24]
CNCianógeno radical [13] [23] [25] [26]26CN + , [27] CN - [28]
COMonóxido de carbono [13] [29] [30]28CO + [31]
CPMonofosfuro de carbono [26]43-
CSMonosulfuro de carbono [13]44-
FeOÓxido de hierro (II) [32]82-
-Ion hidruro de helio [33] [34]5Je +
H 2Hidrógeno molecular [5]2-
HClCloruro de hidrógeno [35]36,5HCl + [36]
HFFluoruro de hidrógeno [37]20-
HORadical hidroxilo [13]17OH + [38]
KClCloruro de potasio [13] [14]75,5-
NUEVA HAMPSHIRERadical imidogeno [39] [40]15-
N 2Nitrógeno molecular [41] [42]28-
NOÓxido nítrico [43]30NO + [27]
NSSulfuro de nitrógeno [13]46-
NaClCloruro de sodio [13] [14]58,5-
-Catión de monohidruro de magnesio25,3MgH + [27]
O 2Oxígeno molecular [44]32-
PNMononitruro de fósforo [45] [46]45-
correosMonóxido de fósforo [47]47-
SHMonohidruro de azufre [48]33SH + [49]
ASI QUEMonóxido de azufre [13]48SO + [24]
SicCarborundo [13] [50]40-
Pecado- [51]42-
SiOMonóxido de silicio [13]44-
SiSMonosulfuro de silicio [13]60-
TiOÓxido de titanio (II) [52]63,9-
La H+ 3El catión es uno de los iones más abundantes del universo. Se detectó por primera vez en 1993. [53] [54]

Triatómico (44) [ editar ]

MoléculaDesignacionMasaIones
AlNCIsocianuro de aluminio [13]53-
AlOHHidróxido de aluminio [55]44-
C 3Tricarbon [56] [57]36-
C 2 HRadical etinilo [13] [25]25-
CCNCianometilidina [58]38-
C 2 OMonóxido de dicarbono [59]40-
C 2 STioxoetenilideno [60]56-
C 2 P- [61]55-
CO 2Dióxido de carbono [62]44-
CANCIsocianuro de calcio [63]92-
FeCNCianuro de hierro [64]82-
-Hidrógeno molecular protonado3H+
3[53] [54]
H 2 CRadical metileno [65]14-
-Cloronio37,5H 2 Cl + [66]
H 2 OAgua [67]18H 2 O + [68]
HO 2Hidroperoxilo [69]33-
H 2 SSulfuro de hidrógeno [13]34-
HCNCianuro de hidrógeno [13] [25] [70]27-
HNCIsocianuro de hidrógeno [71] [72]27-
HCORadical formilo [73]29HCO + [24] [73] [74]
HCPFosfetino [75]44-
HCSTioformilo [76]45HCS + [24] [74]
-Diazenilio [74] [24] [77]29HN+
2
HNONitroxilo [78]31-
-Isoformilo29HOC + [25]
HSCIsotioformilo [76]45-
KCNCianuro de potasio [13]sesenta y cinco-
MgCNCianuro de magnesio [13]50-
MgNCIsocianuro de magnesio [13]50-
NH 2Amino radical [79]dieciséis-
N 2 OÓxido nitroso [80]44-
NaCNCianuro de sodio [13]49-
NaOHHidróxido de sodio [81]40-
OCSSulfuro de carbonilo [82]60-
O 3Ozono [83]48-
SO 2Dióxido de azufre [13] [84]64-
c -SiC 2c - Dicarburo de silicio [13] [50]52-
SiCSiCarburo de disilicio [85]68-
SiCNCarbonitruro de silicio [86]54-
SiNC[87]54-
TiO 2Dióxido de titanio [52]79,9-
El formaldehído es una molécula orgánica que se distribuye ampliamente en el medio interestelar. [88]

Cuatro átomos (28) [ editar ]

MoléculaDesignacionMasaIones
CH 3Radical metilo [89]15-
l -C 3 HPropinilidino [13] [90]37l -C 3 H + [91]
c -C 3 HCiclopropinilidino [92]37-
C 3 NCianoetinilo [93]50C 3 N - [94]
C 3 OMonóxido de tricarbono [90]52-
C 3 SSulfuro de tricarbono [13] [60]68-
-Hidronio19H 3 O + [95]
C 2 H 2Acetileno [96]26-
H 2 CN Amidógeno de metileno [97]28H 2 CN + [24]
H 2 COFormaldehído [88]30-
H 2 CSTioformaldehído [98]46-
HCCN- [99]39-
HCCOKetenyl [100]41-
-Cianuro de hidrógeno protonado28HCNH + [74]
- Dióxido de carbono protonado45HOCO + [101]
HCNOÁcido fulmínico [102]43-
HOCNÁcido cianico [103]43-
CNCNIsocianógeno [104]52-
HOOHPeróxido de hidrógeno [105]34-
HNCOÁcido isociánico [84]43-
HNCSÁcido isotiocianico [106]59-
NH 3Amoníaco [13] [107]17-
HSCNÁcido tiocianico [108]59-
SiC 3Tricarburo de silicio [13] 64-
HMgNCIsocianuro de hidromagnesio [109] 51,3-
HNO 2Ácido nitroso [110]47-
El metano , el componente principal del gas natural , también se ha detectado en cometas y en la atmósfera de varios planetas del Sistema Solar . [111]

Cinco átomos (20) [ editar ]

MoléculaDesignacionMasaIones
-Iones de amonio [112] [113] 18NUEVA HAMPSHIRE+
4
CH 4Metano [114]dieciséis-
CH 3 ORadical metoxi [115]31-
c -C 3 H 2Ciclopropenilideno [25] [116] [117]38-
l -H 2 C 3Propadienilideno [117]38-
H 2 CCNCianometilo [118]40-
H 2 C 2 OCetena [84]42-
H 2 CNHMetilenimina [119]29-
HNCNHCarbodiimida [120]42-
- Formaldehído protonado31H 2 COH + [121]
C 4 HButadinilo [13]49C 4 H - [122]
HC 3 NCianoacetileno [13] [25] [74] [123] [124]51-
HCC-NCIsocianoacetileno [125]51-
HCOOHÁcido fórmico [126] [123]46-
NH 2 CNCianamida [127] [128]42-
NH 2 OHHidroxilamina [129]37-
-protonado cianógeno53NCCNH + [130]
HC (O) CNCianoformaldehído [131]55-
C 5Lineal C 5 [132]60-
SiC 4Grupo de carburo de silicio [50]92-
SiH 4Silano [133]32-
En el ISM, la formamida (arriba) se puede combinar con metileno para formar acetamida . [134]

Seis átomos (16) [ editar ]

MoléculaDesignacionMasaIones
c -H 2 C 3 OCiclopropenona [135]54-
E-HNCHCNE- Cianometanimina [136]54-
C 2 H 4Etileno [137]28-
CH 3 CNAcetonitrilo [84] [138] [139]40-
CH 3 NCMetilisocianuro [138]40-
CH 3 OHMetanol [84] [140]32-
CH 3 SHMetanotiol [141]48-
l -H 2 C 4Diacetileno [13] [142]50-
-protonado cianoacetileno52HC 3 NH + [74]
HCONH 2Formamida [134]44-
C 5 HPentinilidina [13] [60]61-
C 5 NRadical cianobutadiinilo [143]74-
HC 2 CHOPropileno [144]54-
HC 4 N- [13] 63-
CH 2 CNHKetenimina [116]40-
C 5 S- [145]92-
Se ha detectado acetaldehído (arriba) y sus isómeros alcohol vinílico y óxido de etileno en el espacio interestelar. [146]

Siete átomos (13) [ editar ]

MoléculaDesignacionMasaIones
c -C 2 H 4 OÓxido de etileno [147]44-
CH 3 C 2 HMetilacetileno [25]40-
H 3 CNH 2Metilamina [148]31-
CH 2 CHCNAcrilonitrilo [84] [138]53-
H 2 CHCOHAlcohol vinílico [146]44-
C 6 HRadical hexatriinilo [13] [60]73C 6 H - [117] [149]
HC 4 CNCianodiacetileno [84] [124] [138]75-
HC 4 NCIsocianodiacetileno [150]75-
HC 5 O- [151]77-
CH 3 CHOAcetaldehído [13] [147]44-
CH 3 NCOIsocianato de metilo [152]57-
HOCH 2 CNGlicolonitrilo [153]57-
La firma de radio del ácido acético , un compuesto que se encuentra en el vinagre , se confirmó en 1997. [154]

Ocho átomos (12) [ editar ]

MoléculaDesignacionMasa
H 3 CC 2 CNMetilcianoacetileno [155]sesenta y cinco
HC 3 H 2 CNCianuro de propargilo [156]sesenta y cinco
H 2 COHCHOGlicolaldehído [157]60
HCOOCH 3Formiato de metilo [84] [123] [157]60
CH 3 COOHÁcido acético [154]60
H 2 C 6Hexapentaenilideno [13] [142]74
CH 2 CHCHOPropenal [116]56
CH 2 CCHCNCianoaleno [116] [155]sesenta y cinco
CH 3 CHNHEtanimina [158]43
C 7 HHeptatrienilo radical [159]85
NH 2 CH 2 CNAminoacetonitrilo [160]56
(NH 2 ) 2 COUrea [161]60

Nueve átomos (10) [ editar ]

MoléculaDesignacionMasaIones
CH 3 C 4 HMetildiacetileno [162]64-
CH 3 OCH 3Éter dimetílico [163]46-
CH 3 CH 2 CNPropionitrilo [13] [84] [138]55-
CH 3 CONH 2Acetamida [116] [134] [128]59-
CH 3 CH 2 OHEtanol [164]46-
C 8 HRadical octatetrainilo [165]97C 8 H - [166] [167]
HC 7 NCianohexatriina o Cianotriacetileno [13] [107] [168] [169]99-
CH 3 CHCH 2Propileno (propeno) [170]42-
CH 3 CH 2 SHMercaptano de etilo [171]62-
CH 3 NHCHON-metilformamida [128]
Varias sustancias químicas derivadas de poliné se encuentran entre las moléculas más pesadas que se encuentran en el medio interestelar.

Diez o más átomos (17) [ editar ]

ÁtomosMoléculaDesignacionMasaIones
10(CH 3 ) 2 COAcetona [84] [172]58-
10(CH 2 OH) 2Etilenglicol [173] [174]62-
10CH 3 CH 2 CHOPropanal [116]58-
10CH 3 OCH 2 OHMetoximetanol [175]62-
10CH 3 C 5 NMetilcianodiacetileno [116]89-
10CH 3 CHCH 2 OÓxido de propileno [176]58-
11HC 8 CNCianotetraacetileno [13] [168]123-
11C 2 H 5 OCHOFormiato de etilo [177]74-
11CH 3 COOCH 3Acetato de metilo [178]74-
11CH 3 C 6 HMetiltriacetileno [116] [162]88-
12C 6 H 6Benceno [142]78-
12C 3 H 7 CNn -cianuro de propilo [177]69-
12(CH 3 ) 2 CHCNcianuro de isopropilo [179] [180]69-
13C
6H
5CN		Benzonitrilo [181]104-
13HC 10 CNCianopentaacetileno [168]147-
60C 60Buckminsterfullereno ( fullereno C 60 ) [182]720C+
60[183] [184] [185]
70C 70C 70 fullereno [182]840-

Moléculas deuteradas (22) [ editar ]

Todas estas moléculas contienen uno o más átomos de deuterio , un isótopo más pesado de hidrógeno .

ÁtomosMoléculaDesignacion
2HDDeuteruro de hidrógeno [186] [187]
3H 2 D + , HD+
2		Catión trihidrógeno [186] [187]
3HDO, D 2 OAgua pesada [188] [189]
3DCNCianuro de hidrógeno [190]
3DCORadical formilo [190]
3DNCIsocianuro de hidrógeno [190]
3N 2 D +- [190] 
3NHD, ND 2Amidógeno [191] 
4NH 2 D, NHD 2 , ND 3Amoníaco [187] [192] [193]
4HDCO, D 2 COFormaldehído [187] [194]
4DNCOÁcido isociánico [195]
5NH 3 D +Iones de amonio [196] [197]
6NUEVA HAMPSHIRE
2CDO ; NHDCHO		Formamida [195]
7CH 2 DCCH, CH 3 CCDMetilacetileno [198] [199]

Sin confirmar (12) [ editar ]

En la literatura científica se ha informado de pruebas de la existencia de las siguientes moléculas, pero los autores describen las detecciones como provisionales o han sido cuestionadas por otros investigadores. Esperan confirmación independiente.

ÁtomosMoléculaDesignacion
2SiHSililidina [71]
4PH 3Fosfina [200]
4MgCCHMonoacetiluro de magnesio [145]
4NCCPCianofosfaetina [145]
5H 2 NCO +- [201]
4SiH 3 CNCianuro de sililo [145]
10H 2 NCH 2 COOHGlicina [202] [203]
12CO (CH 2 OH) 2Dihidroxiacetona [204] [205]
12C 2 H 5 OCH 3Etil metil éter [206]
18C
10H+
8		Naftaleno catión [207]
24C 24Grafeno [208]
24C 14 H 10Antraceno [209] [210]
26C 16 H 10Pirineo [209]

Ver también [ editar ]

  • Astroquímica
  • Polvo cósmico
  • Banda interestelar difusa
  • Listas de moléculas
  • Astrofísica molecular
  • Espectroscopía molecular
  • Moléculas en estrellas
  • Hidrocarburo aromático policíclico (PAH)
  • Tholin

Referencias [ editar ]

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Notas [ editar ]

  1. ^ En la Tierra, el isótopo dominante del argón es 40 Ar, por lo que ArH + tendría una masa de 41 amu. Sin embargo, la detección interestelar fue del isotopólogo 36 ArH + , que tiene una masa de 37 uma.

Enlaces externos [ editar ]

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