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| 名前 | |||
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| IUPAC名
水素イソシアニド
アザニリジニウムメタニド | |||
| その他の名前
イソシアン酸
ヒドロイソシアン酸 イソ青酸 | |||
| 識別子 | |||
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3Dモデル（JSmol）
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| 2069401 | |||
| チェビ |
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| ケムスパイダー |
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| 113 | |||
パブケム CID
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| プロパティ | |||
| ＨＮＣ | |||
| モル質量 | 27.03 グラム/モル | ||
| 共役酸 | ヒドロシアノニウム | ||
| 共役塩基 | シアン化物 | ||
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
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イソシアン化水素は、分子式 HNC の化学物質です。これはシアン化水素(HCN)のマイナー互変異性体です。天体化学の分野でその重要性は、星間物質に遍在することと関係しています。
命名法
水素イソシアニドとアザニリジニウムメタニドはどちらもHNCの正しいIUPAC名です。推奨されるIUPAC名はありません。2番目の名前は、置換命名規則に従って、親水素化物 アザン（NH 3）とアニオンメタニド（CH−3）。[1]
分子特性
イソシアン化水素（HNC）は、 C∞v 点群対称性を持つ線状三原子分子である。これは両性イオンであり、シアン化水素（ HCN）の異性体である。 [2] HNCとHCNは両方とも大きくて同様の双極子モーメントを持ち、それぞれμHNC = 3.05デバイとμHCN = 2.98デバイである。[3]これらの大きな双極子モーメントにより、星間物質中のこれらの種の観測が容易になる。
HNC−HCN互変異性
HNC のエネルギーは HCN より 3920 cm −1 (46.9 kJ/mol) 高いため、 100 ケルビン以下の温度では両者の平衡比は10 −25になると考えられる。[4]しかし、観察結果は全く異なる結論を示しており、は 10 −25よりはるかに高く、実際は寒冷環境では 1 のオーダーである。これは、互変異性化反応のポテンシャルエネルギー経路によるもので、互変異性化が起こるにはおよそ 12,000 cm −1のオーダーの活性化障壁があり、これは HNC が中性-中性反応によって既に破壊されている温度に相当する。[5]
![{\textstyle \left({\frac {[HNC]}{[HCN]}}\right)_{eq}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9946fd6d39f47bca239a36b586eb8713fca9ee74)
![{\textstyle \left({\frac {[HNC]}{[HCN]}}\right)_{観測}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9de0d6165221ef7a08b2139f903f72341f87a06f)
スペクトル特性
実際には、HNCはJ = 1→0遷移を利用して天文学的に観測されることがほとんどです。この遷移は、大気の窓 の中で視認性の良いポイントである約90.66GHzで発生するため、HNCの天文学的観測は特に簡単です。他の多くの関連種（HCNを含む）もほぼ同じウィンドウで観測されています。[6] [7]
星間物質における重要性
HNC は、星間物質における他の多くの重要な分子の生成と破壊と複雑に関連しています。明らかなパートナーである HCN、プロトン化シアン化水素 (HCNH + )、シアン化物 (CN)以外にも、HNC は直接または数度の隔たりを介して他の多くの化合物の存在量と関連しています。そのため、HNC の化学を理解することは、無数の他の種を理解することにつながります。HNC は、星間化学を表す複雑なパズルの不可欠なピースです。
さらに、HNC（HCNと並んで）は分子雲内の高密度ガスのトレーサーとしてよく使われています。HNCは星形成の手段としての重力崩壊を調査するために使用できる可能性に加えて、HNCの存在量（他の窒素分子の存在量と比較して）は原始星核の進化段階を決定するために使用できます。[3]
HCO + /HNC 線比は、ガスの密度の尺度として効果的に使用されています。[8]この情報は、核環境、星形成、さらにはブラックホールの燃料供給に関するデータを提供するため、（超）高輝度赤外線銀河（（U）LIRG）の形成メカニズムに関する大きな洞察を提供します。さらに、HNC/HCN 線比は、 [HNC]/[HCN]が前者ではほぼ 1 であるのに対し、後者では 1 より大きいという理由で、光解離領域と X 線解離領域を区別するために使用されます。
HNC の研究は比較的単純であり、それが HNC 研究の主な動機となっている。HNC の J = 1→0 遷移は大気圏の透明部分で発生し、研究しやすい同位体も多数存在する。さらに、双極子モーメントが大きいため、観測が特に簡単である。さらに、HNC は分子の性質上、基本的に単純な分子である。このため、HNC の生成と破壊につながる反応経路の研究は、宇宙におけるこれらの反応の仕組みを理解するための優れた手段となる。さらに、HNC から HCN への互変異性化 (およびその逆) の研究は広く研究されており、より複雑な異性化反応を研究するためのモデルとして提案されている。[5] [9] [10]
星間物質の化学
HNCは主に高密度分子雲中に見られるが、星間物質中に遍在する。その存在量は他の窒素含有化合物の存在量と密接に関連している。[11] HNCは主にHNCH +とH 2 NC +の解離再結合によって形成され、主にHとのイオン中性反応によって破壊される。+
3およびC +である。[12] [13]速度計算は、初期の時期と考えられる3.16 × 10 5年と、高密度分子雲の典型的な温度である20 Kで行われた。 [14] [15]
これら 4 つの反応は、高密度分子雲における HNC 存在量の形成において最も支配的な 4 つの反応に過ぎず、したがって最も重要な反応です。HNC を形成および破壊する反応は、他にも数十種類あります。これらの反応は主にさまざまなプロトン化種につながりますが、HNC は、NH 3や CN など、他の多くの窒素含有分子の存在量と密接に関連しています。[11] HNC の存在量は HCN の存在量とも不可分な関係があり、この 2 つは環境に基づいて特定の比率で存在する傾向があります。[12]これは、HNC を形成する反応は、反応が発生する条件によっては HCN も形成する可能性があり、その逆もまた同様であるためです。また、2 つの種の異性化反応も存在します。
天文学的検出
HCN（HNCではない）は、1970年6月にLE SnyderとD. Buhlによって、国立電波天文台の36フィート電波望遠鏡を使用して初めて検出されました。[16]主要な分子同位体H 12 C 14 Nは、88.6GHzでのJ = 1→0遷移により、6つの異なるソースで観測されました：W3（OH）、オリオンA、Sgr A（NH3A）、W49、W51、DR 21（OH）。二次分子同位体H 13 C 14 Nは、86.3GHzでのJ = 1→0遷移により、これらのソースのうち2つでのみ観測されました：オリオンAとSgr A（NH3A）。HNCはその後、1988年にスペインのピコ・デ・ベレタにあるIRAM 30メートル望遠鏡を使用して銀河系外から検出されました。[17]これはIC 342に向かって90.7GHzで J = 1→0遷移を介して観測された。
[HNC]/[HCN]の存在比の温度依存性を確認する作業の終わりに向けて、多くの検出が行われてきました。温度と存在比の間に強い適合があれば、観測者は分光学的に比を検出し、環境の温度を推定して、種の環境について大きな洞察を得ることができます。OMC-1に沿ったHNCとHCNの希少同位体の存在比は、温暖な地域と寒冷な地域で1桁以上変化します。[18] 1992年には、OMC-1の尾根と核に沿ったHNC、HCN、および重水素化類似体の存在比が測定され、存在比の温度依存性が確認されました。[6] 1997年のW 3巨大分子雲の調査では、HNC、HN 13 C、およびH 15 NCを含む14を超える異なる化学種を含む24を超える異なる分子同位体が示されました。この調査ではさらに、[HNC]/[HCN]の存在比の温度依存性が確認され、今回は同位体異性体の依存性も確認されました。[19]
これらは、星間物質における HNC の重要性を示す唯一の検出ではありません。1997 年、HNC は TMC-1 リッジに沿って観測され、HCO +に対するその存在比はリッジに沿って一定であることがわかりました。これにより、HNC は当初 HCO +から生成されたという反応経路が信憑性を得ました。[7] HNC 観測の実用性を実証した重要な天文学的検出の 1 つは、2006 年に発生しました。このとき、さまざまな窒素化合物 (HN 13 C および H 15 NC を含む) の存在比が使用され、その相対的な大きさに基づいて原始星コア Cha-MMS1 の進化段階が決定されました。[3]
2014年8月11日、天文学者たちはアタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計（ALMA）を初めて使用し、C/2012 F6（レモン）彗星とC/2012 S1（アイソン）彗星の彗星円盤内のHCN、HNC、H 2 CO、塵の分布を詳細に調べた研究を発表しました。[20] [21]
参照
外部リンク
- NIST 化学 WebBook のイソシアン化水素
参考文献
- ^ 接尾辞イリジンは、アザニウム（[NH 4 ] + ）の窒素原子から3つの水素原子が失われたことを表します。IUPACレッドブック2005表III、「接尾辞と語尾」、257ページを参照してください。
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