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多酸化水素（オキシダン、オキソ水素、オキシ水素とも呼ばれる）は、水素原子と酸素原子のみで構成され、単結合のみで結合しており（つまり飽和しており）、非環式（分子構造に環やループが存在しない）である化合物です。そのため、水素カルコゲニドとして分類できます。
最も単純な安定した多酸化水素（親分子）は水、H 2 Oです。この分子のクラスの一般的な構造は、鎖状に互いに単結合したいくつかの酸素原子です。この酸素骨格の両端の酸素原子は、水素原子に結合しています。したがって、これらの化合物は、化学式Hの同族列を形成します。
2お
ん各メンバーの相対分子量は16 (各追加酸素原子の質量) という一定の差があります。酸素原子の数は、多酸化水素のサイズを定義するために使用されます (たとえば、五酸化水素には 5 つの酸素骨格が含まれます)。
オキシダニル基は、水素原子以外の構造に結合した多酸化水素の官能基または側鎖類似体です。例としては、ヒドロキシ(オキシジル) 基やヒドロペルオキシ(ジオキシダニル) 基などがあります。
具体例
ほぉん
ポリオキシド鎖の一方の端がプロトン化され、もう一方の端がプロトン化されていないラジカルである分子がいくつか知られています。
H2おん
最大 5 個の酸素原子を含む中性の二水素ポリ酸化物が実験的に生成されています。
- 水(H 2 O) は最も一般的な多酸化水素であり、地球の表面に広く存在します。
- 過酸化水素(H 2 O 2 ) は一般的な消毒剤であり、容易に分解して水と酸素を形成します。
- トリオキシダン（H 2 O 3）は希少であり、容易に水と一重項酸素に分解されます。
- テトラオキシダン（H 2 O 4 ）は、低温でのペルオキシラジカル間の反応によって合成されています。 [1]
- ペンタオキシダン（H 2 O 5）はトリオキシダン製造時の副産物であり[2]、低温での過酸化ラジカルの反応によって合成されることもある[1] 。
10個までの酸素原子を含む多酸化水素は理論的に研究されているが、5個以上の酸素を含むものは極めて不安定になると予想される。[3]
H3おん
イオン化
すべての多酸化水素は液体の状態で自動的にイオン化することが知られており、酸性水素は他の中性多酸化分子によって 溶媒和されます。
- H 2 O n ⇌ H + + HO–
いいえ - 2 H 2オン⇌ H
3お+
いいえ+ホ–
いいえ
これらのイオンは、さまざまな中性多酸化水素を他の適切な強さの酸または塩基でプロトン化または脱プロトン化することによっても形成されます。具体的なイオンには次のものがあります。
参照
参考文献
- ^ ab Levanov, Alexander V.; Sakharov, Dmitri V.; Dashkova, Anna V.; Antipenko, Ewald E.; Lunin, Valeri V. (2011). 「多酸化水素 H 2 O 4および H 2 O 3の合成とラマン分光法による特性評価」。European Journal of Inorganic Chemistry . 2011 (33): 5144–5150. doi :10.1002/ejic.201100767.
- ^ Xu, Xin; Goddard, William A. III (2002 年 11 月). 「ペルオキソン化学: O3/H2O2 からの H2O3 および環-(HO2)(HO3) の形成」. Proceedings of the National Academy of Sciences . 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). 「多酸化水素の構造、安定性、ダイナミクス」International Journal of Quantum Chemistry . 111 (7–8): 1543–1554. doi :10.1002/qua.22695.
- ^ ファン、ペイハオ;劉、羽生。 LV、ジアン。リー・クアン。ロング、チュンホン。王燕超。チェン・チャンフェン。マー・ヤンミン（2019年8月16日）。 「天王星と海王星の内側の薄殻ゾーンにある金属液体 H 3 O」。 arXiv : 1908.05821 [physics.comp-ph]。