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Articulo de referencia

cianuro de hidrógeno protonado

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El HCNH + , también conocido como cianuro de hidrógeno protonado , es un ion molecular de interés astrofísico. También existe en estado condensado cuando se forma a partir de superácidos . [ 5 ]

Estructura

En su estado fundamental , HC + N H es una molécula lineal simple, mientras que se espera que su estado triplete excitado tenga isómeros cis y trans . Los isómeros estructurales de mayor energía H 2 CN + y C + N H 2 también se han estudiado teóricamente. [ 6 ]

Estudios de laboratorio

Como ion molecular relativamente simple, el HCNH + ha sido ampliamente estudiado en el laboratorio. El primer espectro tomado en cualquier longitud de onda se centró en la banda rovibracional ν2 (estiramiento C−H) en el infrarrojo . [ 7 ] Poco después, los mismos autores informaron sobre su investigación de la banda ν1 (estiramiento N−H). [ 8 ] Tras estos estudios iniciales, varios grupos publicaron manuscritos sobre los diversos espectros rovibracionales del HCNH + , incluyendo estudios de la banda ν3 ( estiramiento C≡N), [ 9 ] la banda ν4 (flexión H−C≡N), [ 10 ] y la banda ν5 ( flexión H−N≡C). [ 11 ]

Si bien todos estos estudios se centraron en los espectros rovibracionales en el infrarrojo , no fue hasta 1998 que la tecnología avanzó lo suficiente como para llevar a cabo una investigación del espectro rotacional puro de HCNH + en la región de microondas . En ese momento, se publicaron los espectros de microondas de HCNH+ y sus isótopos HCND+ y DCND+. [ 12 ] Recientemente , se midió nuevamente el espectro rotacional puro de HCNH + para determinar con mayor precisión las constantes rotacionales moleculares B y D. [ 13 ]

Formación y destrucción

Según la base de datos de astrochemistry.net , los modelos químicos más avanzados de HCNH + incluyen 71 reacciones de formación y 21 reacciones de destrucción. Sin embargo, de estas, solo unas pocas dominan la formación y destrucción en general. [ 14 ] En el caso de la formación, las 7 reacciones dominantes son:

H + 3 + HCN → HCNH + + H 2
H + 3 + HNC → HCNH + + H 2
HCO + + HCN → HCNH + + CO
HCO + + HNC → HCNH + + CO
H 3 O + + HCN → HCNH + + H 2 O
H3O + + HNC → HCNH + + H2O
C + + NH 3 → HCNH + + H

detecciones astronómicas

detección interestelar inicial

HCNH + se detectó por primera vez en el espacio interestelar en 1986 hacia la densa nube Sgr  B2 utilizando el plato de 12 m del NRAO y el Observatorio de Ondas Milimétricas de Texas . [ 15 ] Estas observaciones utilizaron las transiciones rotacionales puras J = 1–0, 2–1 y 3–2 a 74, 148 y 222 GHz, respectivamente.    

Detecciones interestelares posteriores

Desde su detección inicial, también se ha observado HCNH + en TMC-1 [ 16 ] [ 17 ] , así como en DR21(OH) [ 16 ] . [ 18 ] La detección inicial hacia Sgr B2 también ha sido confirmada. [ 16 ] [ 19 ] Estas tres fuentes son nubes moleculares densas, y hasta la fecha no se ha detectado HCNH + en material interestelar difuso.

Cuerpos del Sistema Solar

Aunque no se detectó directamente mediante espectroscopia, se ha inferido la existencia de HCNH + en la atmósfera de Titán , la luna más grande de Saturno , [ 20 ] basándose en datos del espectrómetro de masas de iones y neutros (INMS) a bordo de la sonda espacial Cassini . Los modelos de la atmósfera de Titán habían predicho que HCNH + sería el ion dominante presente, y un pico fuerte en el espectro de masas en m / z = 28 parece respaldar esta teoría.  

En 1997, se realizaron observaciones del cometa de largo período Hale-Bopp en un intento de encontrar HCNH + , [ 21 ] pero no se detectó. Sin embargo, el límite superior derivado de estas observaciones, junto con las detecciones de HCN , HNC y CN , es importante para comprender la química asociada con los cometas .

Referencias

  1. 1 2 3 4 "Metilidineamonio | CH 2 N" . ChemSpider . Consultado el 27 de enero de 2019 .
  2. 1 2 3 4 "Metanimina" . PubChem . Consultado el 27 de enero de 2019 .
  3. ↑ «HCNH+» . webbook.nist.gov .
  4. ↑ "metanimina | CH 2 N" . ChemSpider . Consultado el 27 de enero de 2019 .
  5. ↑ Goetz, Nadine R.; Axhausen, Joachim AH; Soltner, Theresa; Rotter, Christiane; Kornath, Andreas J. (16 de octubre de 2016). "Cianuro de hidrógeno protonado". ChemistrySelect . 1 (17): 5517– 5520. doi : 10.1002/slct.201600399 .
  6. ↑ Allen, TL; Goddard, JD; Schaefer, HF III (1980). "Un posible papel para los isómeros triplete H 2 CN + en la formación de HCN y HNC en nubes interestelares" . Journal of Chemical Physics . 73 (7): 3255– 3263. Bibcode : 1980JChPh..73.3255A . doi : 10.1063/1.440520 . S2CID 95029005 . 
  7. ↑ Altman RS, Crofton MW, Oka T (1984). "Observación de la banda infrarroja ν 2 (estiramiento CH) del cianuro de hidrógeno protonado, HCNH + ". Journal of Chemical Physics . 80 (8): 3911– 3912. Bibcode : 1984JChPh..80.3911A . doi : 10.1063/1.447173 .
  8. ↑ Altman RS, Crofton MW, Oka T (1984). "Espectroscopia infrarroja de alta resolución de las bandas ν 1 (estiramiento NH) y ν 2 (estiramiento CH) de HCNH + " . Journal of Chemical Physics . 81 (10): 4255– 4258. Bibcode : 1984JChPh..81.4255A . doi : 10.1063/1.447433 .
  9. ↑ Kajita M, Kawaguchi K, Hirota E (1988). "Espectroscopia láser de diodo de la banda ν 3 (estiramiento CN) de HCNH + ". Journal of Molecular Spectroscopy . 127 (1): 275– 276. Bibcode : 1988JMoSp.127..275K . doi : 10.1016/0022-2852(88)90026-4 .
  10. ↑ Tanaka K, Kawaguchi K, Hirota E (1986). "Espectroscopia láser de diodo de la banda ν 4 (flexión HCN) de HCNH + ". Journal of Molecular Spectroscopy . 117 (2): 408– 415. Bibcode : 1986JMoSp.117..408T . doi : 10.1016/0022-2852(86)90164-5 .
  11. ↑ Ho WC, Blom CE, Liu DJ, Oka T (1987). "La banda infrarroja ν 5 (flexión HNC) del cianuro de hidrógeno protonado, HCNH + ". Journal of Molecular Spectroscopy . 123 (1): 251– 253. Bibcode : 1987JMoSp.123..251H . doi : 10.1016/0022-2852(87)90275-X .
  12. ↑ Araki M, Ozeki H, Saito S (1998). "Medición de laboratorio de las transiciones rotacionales puras de HCNH + y sus especies isotópicas". Astrophysical Journal Letters . 496 (1): L53. arXiv : astro-ph/9801241 . Bibcode : 1998ApJ...496L..53A . doi : 10.1086/311245 . S2CID 17868534 . 
  13. ↑ Amano T, Hashimoto K, Hirao T (2006). "Espectroscopia de ondas submilimétricas de HCNH + y CH 3 CNH + ". Journal of Molecular Structure . 795 ( 1– 3): 190– 193. Bibcode : 2006JMoSt.795..190A . doi : 10.1016/j.molstruc.2006.02.035 .
  14. ↑ Millar TJ, Farquhar PR, Willacy K (1997). "La base de datos UMIST para astroquímica 1995". Astronomy & Astrophysics Supplement Series . 121 (1): 139– 185. arXiv : 1212.6362 . Bibcode : 1997A & AS..121..139M . doi : 10.1051/aas:1997118 .
  15. ↑ Ziurys, LM ; Turner, BE (1986). "HCNH + : Un nuevo ion molecular interestelar" (PDF) . The Astrophysical Journal Letters . 302 : L31– L36. Bibcode : 1986ApJ...302L..31Z . doi : 10.1086/184631 . PMID 11542069 . 
  16. 1 2 3 Schilke P, Walmsley CM, Millar TJ, Henkel C (1991). "HCN protonado en nubes moleculares". Astronomía y Astrofísica . 247 : 487–496 . Bibcode : 1991A & A...247..487S .
  17. ↑ Ziurys, LM ; Apponi, AJ; Yoder, JT (1992). "Detección de la estructura hiperfina cuadrupolar en HCNH + ". The Astrophysical Journal Letters . 397 : L123– L126. Bibcode : 1992ApJ...397L.123Z . doi : 10.1086/186560 .
  18. ↑ Hezareh T, Houde M, McCoey C, Vastel C, Peng R (2008). "Determinación simultánea de la tasa de ionización de rayos cósmicos y la ionización fraccionaria en DR 21(OH)". The Astrophysical Journal . 684 (2): 1221– 1227. arXiv : 0805.4018 . Bibcode : 2008ApJ...684.1221H . doi : 10.1086/590365 . S2CID 6284545 . 
  19. ↑ Nummelin A, Bergman P, Hjalmarson Å, Friberg P, Irvine WM, Millar TJ, Ohishi M, Saito S (2000). "Un estudio de líneas espectrales en tres posiciones de Sagitario B2 entre 218 y 263 GHz. II. Análisis de datos" . The Astrophysical Journal Supplement Series . 128 (1): 213–243 . Bibcode : 2000ApJS..128..213N . doi : 10.1086/313376 . hdl : 10098/1550 . 
  20. ↑ Cravens TE, Robertson IP, Waite JH, Yelle RV, Kasprzak WT, Keller CN, Ledvina SA, Niemann HB, Luhmann JG, McNutt RL, Ip WH, De La Haye V, Mueller-Wodarg I, Wahlund JE, Anicich VG, Vuitton V (2006). "Composición de la atmósfera de Titán" (PDF) . Geophysical Research Letters . 33 (7): L07105. Bibcode : 2006GeoRL..3307105C . doi : 10.1029/2005GL025575 . hdl : 2027.42/94758 .
  21. ↑ Ziurys, LM ; Savage, C.; Brewster, MA; Apponi, AJ; Pesch, TC; Wyckoff, S. (1999). "Química del cianuro en el cometa Hale-Bopp (C/1995 O1)" . The Astrophysical Journal Letters . 527 (1): L67– L71. Bibcode : 1999ApJ...527L..67Z . doi : 10.1086/312388 . PMID 10567001 .