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亚甲基(化合物) 编辑

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亚甲基(化合物)

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名称IUPAC名称二碳(2•)首选IUPAC名称亚甲基其他名称卡宾身份标识CAS编号

  • 2465-56-7

3D模型(JSmol)

  • 交互式图像

贝尔斯坦参考1696832车比

  • 车比:29357和

化学蜘蛛

  • 109779是

Gmelin参考56网卡宾PubChemCID

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CompTox仪表板(EPA)

  • DTXSID50179391

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  • InChI=1S/CH2/h1H2Y键:HZVOZRGWRWCICA-UHFFFAOYSA-NY

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  • [CH2]

特性化学式CH22•摩尔质量14.0266gmol−1外貌无色气体水中溶解度反应共轭酸鎓热化学标准摩尔熵(So298)193.93JK-1摩尔-1标准焓形成(ΔfH⦵298)386.39千焦摩尔-1相关化合物相关化合物甲基(CH3)亚甲基(CH)碳化物(C)亚甲基(SiH2)除非另有说明,否则数据均针对处于标准状态的材料(25°C[77°F],100kPa)。信息框参考亚甲基(统称为亚甲基和二氢碳;也称为卡宾)是一种有机化合物,化学式为CH2(也写作[CH2])。它是一种无色气体,在中红外范围内发出荧光,仅在稀释时或作为加合物存在。亚甲基是最简单的卡宾。它通常仅在非常低的温度下被检测到,或者作为化学反应中的短寿命中间体。

命名法

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平凡的名称卡宾是首选的IUPAC名称。系统名称亚甲基和二氢碳,有效的IUPAC名称,分别根据替代和添加命名法构建。亚甲基被视为去除了两个氢原子的甲烷。默认情况下,此名称不考虑亚甲基的自由基。尽管在考虑自由基的情况下,它也可以命名为非自由基激发态,而具有两个不成对电子的自由基基态被命名为甲二基。亚甲基也用作取代基基团甲二基(>CH2)和亚甲基(=CH2)的俗称。亚甲基的电子亲和力为0.65eV。

亚甲基的发现和准备

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GerhardHerzberg和JackShoosmith使用化合物重氮甲烷的闪光光解技术,率先生产出亚甲基分子并对其进行光谱表征。在他们的工作中,他们获得了气相亚甲基在141.5nm附近的紫外光谱。他们对光谱的分析使他们得出结论,基态电子态是电子三重态,平衡结构要么是线性的,要么具有约140°的大键角。事实证明,后者是正确的。1960年左右,在冷冻气体基质分离实验中,还通过红外光谱研究了亚甲基的反应。亚甲基可以在合适的条件下通过分解具有亚甲基或甲二基的化合物来制备,例如乙烯酮(乙烯酮)(CH2=CO)、重氮甲烷(线性CH2=N2)、二氮丙啶(环状[-CH2-N=N-])和二碘甲烷(I-CH2-I)。分解可以通过光解、光敏试剂(例如二苯甲酮)或热分解来实现。1944年,唐老鸭在漫画中首次提到亚甲基分子(CH2)。

化学性质

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激进

亚甲基的许多电子态彼此相对靠近,从而产生不同程度的自由基化学。基态是具有两个不成对电子的三重态自由基(X̃3B1),xxx个激发态是单重态非自由基(ã1A1)。由于单线态非自由基仅比基态高38kJ,即使在室温下,亚甲基样品也以电子态混合物的形式存在,从而产生复杂的反应。例如,三线态自由基与非自由基物质的反应通常涉及抽象,而单线态非自由基的反应不仅涉及抽象,还涉及插入或添加。[CH2]2•(X̃3B1)+H2O→[CH3]•+[HO]•[CH2](ã1A1)+H2O→H2CO+H2或H3COH单线态也比三线态更具立体特异性。未溶剂化的亚甲基会自发自聚合形成各种激发的低聚物,其中最简单的是烯烃乙烯的激发形式。激发的低聚物分解而不是衰变为基态。例如,乙烯的激发形式分解为乙炔和原子氢。2CH2→H2CCH*2→HCCH+2H未溶剂化的、激发的亚甲基将形成稳定的基态低聚物。2CH*2→H2CCH2

结构

亚甲基的基态具有10.396eV的电离能。它具有弯曲配置,HCH角为133.84°,因此是顺磁性的。(这个角度的正确预测是从头算量子化学的早期成功。)然而,转换为线性配置只需要5.5kcal/mol。单重态的能量比三重态略高(约9kcal/mol),其HCH角更小,约为102°。在与惰性气体的稀释混合物中,两种状态将相互转换,直到达到平衡。

亚甲基(化合物)

化学反应

有机化学

中性亚甲基配合物根据与碳中心的配位键的pi特性进行不同的化学反应。弱贡献,例如重氮甲烷,主要产生取代反应,而强贡献,例如乙烯酮,主要产生加成反应。在用标准碱处理后,具有弱贡献的络合物转化为金属甲醇盐。使用强酸(例如,氟硫酸),它们可以质子化生成CH3L+。这些配合物的氧化产生甲醛,还原产生甲烷。游离亚甲基经历卡宾的典型化学反应。加成反应非常快且放热。当亚甲基分子处于其最低能量状态时,未配对的价电子处于具有独立自旋的独立原子轨道中,这种配置称为三重态。亚甲基可以得到一个电子产生一价阴离子甲胺基(CH•-2),它可以通过苯基钠(C6H5Na)与三甲基溴化铵((CH3)4N+Br)反应得到三甲基铵((CH3)4N+)盐-)。离子具有弯曲的几何形状,HCH角约为103°。

与无机化合物的反应

亚甲基也是配位化合物中的常见配体,如亚甲基铜CuCH2。亚甲基可以作为末端配体键合,称为亚甲基,或作为桥连配体键合,称为甲二基。


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词条目录
  1. 亚甲基(化合物)
  2. 命名法
  3. 亚甲基的发现和准备
  4. 化学性质
  5. 激进
  6. 结构
  7. 化学反应
  8. 有机化学
  9. 与无机化合物的反应

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