pentóxido de carbono

El pentóxido de carbono , también conocido como tetraoxolan-5-ona, es un óxido molecular inestable de carbono . Esta molécula se ha producido y estudiado a temperaturas criogénicas. Es importante en la química atmosférica y en el estudio de los hielos fríos del sistema solar exterior y el espacio interestelar . ^{[ 1 ]} Esta sustancia podría formarse y estar presente en Ganímedes o Tritón , lunas del sistema solar exterior.

La molécula tiene simetría C2 _. Consta de un anillo de cinco miembros con un átomo de carbono y cuatro 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, sino que varía en la longitud de sus lados y ángulos. La distancia entre los átomos de oxígeno que no están unidos al carbono es de 1,406  Å, mientras que la distancia entre uno de estos átomos y un oxígeno unido al carbono es de 1,457  Å. La longitud del enlace carbono-oxígeno es de 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 de 100,2° y el ángulo OOC es de 109,1°. El ángulo de enlace OCO es de 125,4°. ^{[ 2 ]}

El pentóxido de carbono se produjo irradiando dióxido de carbono criogénicamente congelado con  electrones de 5 keV. El mecanismo de reacción consiste en la reacción del tetróxido de carbono con un átomo de oxígeno. Esta reacción libera 17,0  kJ ^mol⁻¹ . ^{[ 2 ]} La formación a partir de ozono y dióxido de carbono es energéticamente desfavorable en 165,6  kJ ^mol⁻¹ , y la reacción del trióxido de carbono con moléculas de dioxígeno también requeriría 31,6  kJ ^mol⁻¹ . ^{[ 3 ]}

Los números de onda vibracionales infrarrojos incluyen el más prominente ν ₁ 1912 cm ⁻¹ para el isótopo más común ¹² C ¹⁶ O ₅ . ^{[ 2 ]} Las posibles rutas de descomposición son mediante 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, permaneciendo estable y sólido hasta aproximadamente 106 K. ^{[ 2 ]} 

Una estructura teórica alternativa, denominada C2v _, presenta una estructura espiro con un anillo de cuatro miembros y un anillo de tres miembros unidos perpendicularmente al átomo de carbono. Sin embargo, su energía es 166  kJ/ ^{mol superior a la del isómero} _C2 , por lo que su formación es menos probable. Este isómero no ha sido detectado. ^{[ 1 ]}

El pentasulfuro de carbono equivalente también se conoce en matrices de gases inertes. Tiene simetría C2 _con la misma topología atómica que el pentóxido. ^{[ 4 ]}