六酸化炭素

六酸化炭素（ろくさんかたんそ、）は、化学式で表される酸素の量が異常に多いオキソカーボンである。この分子は極低温条件で合成・研究されており、大気化学や外太陽系・星間空間における低温氷の研究において重要な役割を果たしている。ガニメデやトリトンなどの外太陽系の衛星に形成され、存在する可能性がある。5つの酸素原子と1つの炭素原子からなる六員環を持ち、炭素原子に酸素原子が二重結合で繋がった構造をとる。

形状
六酸化炭素はCs対称性を持つことが観測されている。環は平面六角形ではなく、正六角形とはわずかに異なる辺の長さと角度を持つ歪んだ形状をしている。炭素原子から酸素原子への結合を起点にすると、原子間の距離は順に、C–Oが1.362 Å、O–Oが1.491 Å、O–Oが1.391 Å、O–Oが1.391 Å、O–Oが1.491 Å、O–Cが1.362 Åである。結合角は、O–C–Oが120.4 °、C–O–Oが115.7°、O–O–Oが105.9°、炭素の反対側のO–O–Oが104.1°である。二重結合の結合距離は1.185 Åであり、単結合からの角度は119.6°である。

形成
実験において、六酸化炭素は固体の二酸化炭素に5000 eVの電子を10 Kの真空中で照射することで形成された。この反応は二酸化炭素から原子状酸素を分離することで進行する。

CO2 → CO + O

原子状酸素は二酸化炭素と反応して三酸化炭素を生成し、同様の反応が起こり四酸化炭素、五酸化炭素の環状酸化物が生成された後、最終的に発熱反応により六酸化酸素が生成される。

CO2 + O → O2CO
O2CO + O → O3CO
O3CO + O → O4CO
O4CO + O → O5CO ΔH = −145.2 kJ mol−1

性質
六酸化炭素は60 Kまで安定である。振動赤外波数には、最も一般的なである12C16O6に顕著なν1 = 1876 cm−1が含まれる。

異性体
六酸化炭素の可能な異性体には、五員環と三員環を持つC2と、2つの四員環を持つD2dが含まれる。D2d O3CO3異性体は1.391 ÅのC–O結合と1.469 ÅのO–O結合を持つと計算されている。O–C–Oの結合角は94.1°である。しかし、これらの2つの異性体は観測されていない。

六硫化炭素も不活性ガスマトリックス研究により知られている。六酸化炭素と同じ原子配置を持ち、同様にC2対称性を持つ。

脚注

Category:オキソカーボン
Category:酸化物