Dvouatomový uhlík

Dvouatomový uhlík, také nazývaný diuhlík nebo 1λ2,2λ2-ethen je zelená plynná anorganická látka se vzorcem C=C, také zapisovaným jako C2 nebo [C2]. Za běžných teplot a tlaků je nestabilní, přičemž podléhá autopolymerizaci. Vyskytuje se v parách uhlíku, například v elektrických obloucích; také na kometách, v atmosférách hvězd, v mezihvězdném prostředí a v modrých plamenech uhlovodíků. Jedná se, po atomárním uhlíku, o druhou nejjednodušší formu uhlíku. Používá se jako meziprodukt při přípravě fullerenů.

Vlastnosti

C2 je složkou par uhlíku. V jedné studii bylo odhadnuto, že páry uhlíku se z dvouatomových molekul asi z 28 %, tato hodnota ovšem závisí na tlaku a teplotě.

Elektromagnetické vlastnosti

Elektrony v dvouatomovém uhlíku jsou mezi orbitaly rozdělené podle výstavbového principu a zaujímají rozdílné energetické hladiny. Stav s nejnižší energií je základní singletový stav, (1Σb=g|p=+), systematickým názvem ethen-1,2-diyliden. +more Existuje také několik excitovaných singletových a tripletových stavů, jejichž energie je podobná základnímu stavu a mají tak za běžných podmínek významné zastoupení. Při přechodu do základního stavu vyzařují infračervené záření. Jeden z nich ovšem částečně vyzařuje v oblasti zeleného světla, zde jde o tripletový stav (3Πg), který má systematický název ethen-μ,μ-diyl-μ-yliden. Existuje i excitovaný stav s vyšší energií, který ovšem má významný podíl pouze po ozáření diuhlíku ultrafialovým zářením; při návratu do základního stavu fluoreskuje ve fialovém světle.

:

Z diagramu molekulových orbitalů vyplývá, že se v molekule C2 nachází dva volné elektronové páry, a tak je mezi uhlíkovými atomy dvojná vazba. Existuje však analýza, podle které se zde vyskytuje čtverná vazba, ovšem její výsledky jsou sporné.

Disociační energie vazeb v řadě B2, C2 a N2 klesá, což naznačuje postupně přítomnost jednoduché, dvojné a trojné vazby.

Reakce

Diuhlík reaguje s acetonem a acetaldehydem za vzniku acetylenu, přičemž existují dvě varianty takové reakce:

* Tripletové molekuly C2 reagují radikálovým mechanismem, meziproduktem je ethylenový radikál. * Singletové molekuly C2 reagují vnitromolekulárním neradikálovým mechanismem, v němž se odštěpí dva vodíkové atomy od jedné molekuly; meziproduktem je zde singletový vinyliden. +more Odštěpení vodíků je obvykle typu 1,1 i typu 1,2 - záleží na pozicích na molekule, ze které se vodíkové atomy odštěpí; v závislosti na prostorovém uspořádání částic při srážkách jsou možné i jiné typy. Singletový C2 rovněž reaguje s alkeny, přičemž je acetylen hlavním produktem, ovšem k připojení C2 dochází na místě vazeb C-H. * C2 2,5krát pravděpodobněji vstupuje do methylové než do methylenové skupiny.

Reference

Kategorie:Formy uhlíku