일산화 황

일산화 황(sulfur monoxide)은 화학식 을 갖는 무기 화합물이다. 묽은 기체상태로만 발견된다. 농축되거나 응축되면 S2O2(이황 이산화물)로 전환된다. 우주에서 감지되었지만, 그 외에는 완전한 형태로 거의 발견되지 않는다.

구조 및 결합
SO 분자는 O2 및 S2와 유사하게 삼중항 바닥 상태를 가지며, 즉 각 분자에는 두 개의 짝을 이루지 않은 전자가 있다. 148.1 pm의 S−O 결합 길이는 저황 산화물(예: S8O, S−O = 148 pm)에서 발견되는 길이와 유사하지만, 기체 상태의 S2O(146 pm), SO2(143.1 pm), SO3(142 pm)의 S−O 결합보다는 길다.

이 분자는 근적외선 복사에 의해 단일항 상태(짝을 이루지 않은 전자가 없는 상태)로 여기된다. 단일항 상태는 단일항 산소가 삼중항 산소보다 반응성이 더 높은 것과 마찬가지로, 바닥 삼중항 상태보다 반응성이 더 높은 것으로 여겨진다.

생산 및 반응
SO 분자는 열역학적으로 불안정하며, 처음에는 S2O2로 변환된다. 따라서 통제된 합성에서는 SO의 존재를 직접 감지하지 못하고, 대신 화학 트랩의 반응이나 S2O2의 최종 분해 생성물(황 및 이산화 황)을 통해 감지된다.

유기 합성에서 시약으로서의 SO 생산은 SO를 "추출"하는 화합물에 초점을 맞춰왔다. 예를 들어, 비교적 간단한 분자인 에틸렌 에피설폭사이드의 분해가 있다.
C2H4SO  → C2H4 + SO
에피설폭사이드로부터 직접 얻는 수율은 낮으며, 탄소가 입체적으로 가려졌을 때에만 약간 개선된다. 훨씬 더 나은 접근 방식은 염화 티오닐과 다이싸이올로부터 생성된 다이아릴 고리형 삼황산화물 C10H6S3O를 분해하는 것이다.

SO는 알켄, 알카인 및 다이엔에 삽입되어 황을 포함하는 세 개의 고리 분자인 싸이이란을 생성한다.

일산화 황은 티오닐 브로마이드의 금속 환원 과정에서 일시적으로 형성될 수 있다.

극한 조건에서의 생성
실험실에서 일산화 황은 글로 방전에서 이산화 황을 황 증기와 처리하여 생산할 수 있다. SO는 일부 용해된 비활성 기체를 포함하는 농축된 황산의 단일 거품 음발광에서 감지되었다.

벤너와 스테드먼은 일산화 황과 오존 간의 반응을 통해 황을 검출하는 화학발광 검출기를 개발했다.
SO + O3 →  SO2* + O2
SO2* →  SO2 + hν

존재

전이 금속의 리간드
일산화 황의 전이 금속 착물은 잘 알려져 있다. 한 예로 Fe3(μ3-S)(μ3-SO)(CO)9가 있다.

천체화학
일산화 황은 목성의 위성 중 하나인 이오의 대기와 플라스마 원환면 모두에서 감지되었다. 또한 금성의 대기, 헤일-밥 혜성, 추류모프-게라시멘코 혜성, 그리고 성간매질에서도 발견되었다.

이오에서 SO는 화산 활동과 광화학적 경로 모두에서 생성되는 것으로 생각된다. 주요 광화학 반응은 다음과 같이 제안된다.
 O  +  S2  →  S  +  SO
 SO2  → SO  +  O

일산화 황은 백조자리 NML에서 발견되었다.

생물학적 화학
일산화 황은 일부 생물학적 활성을 가질 수 있다. 돼지의 관상동맥에서 일시적인 SO의 형성은 반응 생성물인 황화 카보닐과 이산화 황을 통해 추론되었다.

일산화 황 이양 이온
이산화 황 SO2는 헥사메틸벤젠 C6(CH3)6의 존재 하에 초강산 조건(HF·AsF5)에서 양성자화되어 비경직성 π-착물 C6(CH3)6SO2+를 생성할 수 있다. SO2+ 부분은 벤젠 고리 위에서 거의 장벽 없이 움직일 수 있다. S−O 결합 길이는 142.4(2) pm이다.

 C6(CH3)6 + SO2 + 3 HF·AsF5 → [C6(CH3)6SO][AsF6]2 + [H3O][AsF6]

이황 이산화물
섬네일|right|150px|이황 이산화물, S2O2의 구조
섬네일|right|150px|이황 이산화물 분자의 공간채움 모형

SO는 이황 이산화물(S2O2)로 전환된다. 이황 이산화물은 C2v 대칭을 가진 평면형 분자이다. S−O 결합 길이는 단량체보다 짧은 145.8 pm이고, S−S 결합 길이는 202.45 pm이다. O−S−S 각도는 112.7°이다. S2O2는 3.17 D의 쌍극자 모멘트를 가진다.

 각주 

분류:기체
분류:황 산화물