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Los polióxidos de hidrógeno (también conocidos como oxidanos , oxohidrógenos u oxihidrógenos ) son compuestos químicos formados únicamente por átomos de hidrógeno y oxígeno , unidos exclusivamente por enlaces simples (es decir, son saturados ) y acíclicos (sus estructuras moleculares no contienen anillos). Por lo tanto, se clasifican como calcogenuros de hidrógeno .
El polióxido de hidrógeno estable más simple posible (la molécula madre) es el agua , H₂O . La estructura general de esta clase de moléculas consiste en un número determinado de átomos de oxígeno unidos entre sí mediante enlaces simples en una cadena. El átomo de oxígeno en cada extremo de este esqueleto de oxígeno está unido a un átomo de hidrógeno. Por lo tanto, estos compuestos forman una serie homóloga con la fórmula química H₂O.2 On en el que los miembros difieren por unamasa molecularde 16 (la masa de cada átomo de oxígeno adicional). El número de átomos de oxígeno se utiliza para definir el tamaño del polióxido de hidrógeno (por ejemplo, el pentóxido de hidrógeno contiene una cadena principal de cinco átomos de oxígeno).
Un grupo oxidanilo es un grupo funcional o análogo de cadena lateral del polióxido de hidrógeno que se une a alguna estructura distinta de un átomo de hidrógeno. Algunos ejemplos son los grupos hidroxilo (oxidilo) e hidroperoxi (dioxidanilo).
Ejemplos específicos
HO n
Se conocen varias moléculas en las que un extremo de la cadena de polióxido está protonado y el otro es un radical desprotonado :
- Hidroxilo (HO • )
- Hidroperoxilo (HOO • ), la forma protonada del superóxido
- Ozónido de hidrógeno (HOOO • ), la forma protonada del ozónido
H 2 O n
Se han producido experimentalmente polióxidos de dihidrógeno neutros que contienen hasta cinco átomos de oxígeno.
- El agua (H₂O ) es el polióxido de hidrógeno más común y se encuentra ampliamente distribuido en la superficie terrestre.
- El peróxido de hidrógeno (H₂O₂ ) es un desinfectante común y se descompone fácilmente para formar agua y oxígeno.
- El trioxidano (H₂O₃ ) es raro y se descompone fácilmente en agua y oxígeno singlete .
- El tetraoxidano (H₂O₄ ) se ha sintetizado mediante la reacción entre radicales peroxi a baja temperatura. [ 1 ]
- El pentaoxidano (H₂O₅ ) es un subproducto de la producción de trioxidano [ 2 ] y también se ha sintetizado mediante reacción entre radicales peroxi a baja temperatura. [ 1 ]
Se han estudiado teóricamente los polióxidos de hidrógeno que contienen hasta 10 átomos de oxígeno, pero se espera que aquellos que contienen más de cinco oxígenos sean extremadamente inestables. [ 3 ]
H 3 O n
- El óxido de trihidrógeno (H₃O ) , que ha sido estudiado teóricamente y se espera que sea estable a presiones superiores a unos pocos cientos de gigapascales . [ 4 ]
Ionización
Se sabe o se espera que todos los polióxidos de hidrógeno se autoionicen cuando están en estado líquido, y que el hidrógeno ácido quede solvatado por otras moléculas de polióxido neutras.
- H₂O n ⇌ H⁺ + HO⁻ n
- 2 H 2 O n ⇌ H3 O + n +HO – n
Los iones también pueden formarse por protonación o desprotonación de diversos polióxidos de hidrógeno neutros mediante ácidos o bases suficientemente fuertes. Algunos ejemplos de iones específicos son:
- Hidróxido (HO – )
- Hidronio (H 3 O + )
- Ozono protonado (HO 3 + )
Véase también
- Polisulfanos , análogos de azufre de los polióxidos de hidrógeno.
- Polisulfuros , bases conjugadas de polisulfanos, o compuestos formalmente derivados de ellos.
- Peróxidos , compuestos formalmente derivados del peróxido de hidrógeno.
Referencias
- 1 2 Levanov, Alexander V.; Sakharov, Dmitri V.; Dashkova, Anna V.; Antipenko, Ewald E.; Lunin, Valeri V. (2011). "Síntesis de polióxidos de hidrógeno H 2 O 4 y H 2 O 3 y su caracterización mediante espectroscopia Raman". European Journal of Inorganic Chemistry . 2011 (33): 5144– 5150. Bibcode : 2011EJIC.2011.5144L . doi : 10.1002/ejic.201100767 .
- ↑ Xu, Xin; Goddard, William A. III (noviembre de 2002). " Química de peroxonos: formación de H₂O₃ y anillo-(HO₂ ) (HO₃ ) a partir de O₃ / H₂O₂ " . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 99 ( 24 ) : 15308–15312 . Bibcode : 2002PNAS...9915308X . doi : 10.1073/ pnas.202596799 . PMC 137712. PMID 12438699 .
- ↑ Martins-Costa, Marilia; Anglada, Josep M.; Ruiz-Lopez, Manuel F. (2011). "Estructura, estabilidad y dinámica de los polióxidos de hidrógeno". International Journal of Quantum Chemistry . 111 ( 7–8 ): 1543–1554 . doi : 10.1002/qua.22695 .
- ^ Huang, Peihao; Liu, Hanyu; Lv, Jian; Li, Quan; Largo, Chunhong; Wang, Yanchao; Chen, Changfeng; Ma, Yanming (16 de agosto de 2019). "H 3 O líquido metálico en una zona de capa fina dentro de Urano y Neptuno". arXiv : 1908.05821 [ física.comp-ph ].
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