Kohlenstofftrioxid

Mögliche Strukturen des CO₃ nach ihrer Geometrie:
C_s , D_3h und C_2v

Kohlenstofftrioxid (CO₃) ist ein instabiles Reaktionsprodukt von Kohlenstoffdioxid, CO₂, und atomarem Sauerstoff, O.^[1] Es unterscheidet sich von dem Carbonat-Anion CO₃²⁻. Auch bei Reaktionen zwischen Kohlenstoffmonoxid, CO, und molekularem Sauerstoff O₂ und in der Driftzone von negativen Koronaentladungen wurde es nachgewiesen.^[2] Hier reagieren Kohlenstoffdioxid und atomare Sauerstoffionen, die durch freie Elektronen im Plasma aus O₂ entstehen.

Es gibt drei mögliche Strukturen für CO₃, die nach ihrer Geometrie als C_s, D_3h und C_2v bezeichnet werden. Die cyclische, nicht-radikalische C_2v-Form hat sich in den meisten Studien als Grundzustand des Moleküls erwiesen,^[3] wohingegen die beiden instabilen Formen Biradikale sind. Die C_s- und die C_2v-Form zählen auch zu den Peroxiden.

Theoretisch denkbare Formen sind darüber hinaus Dimere (C₂O₆) mit Sechsringstrukturen, die dann ebenfalls zu den Peroxiden zählten. Formulierbar ist auch eine nicht radikalische offenkettige Form mit Formalladungen (O=C=O-O) und mesomeren Grenzstrukturen ähnlich dem Ozon. Praktisch konnte deren Existenz jedoch noch nicht nachgewiesen werden.

Einzelnachweise

1. ↑ Sabin J. R., Kim H.: A theoretical study of the structure and properties of carbon trioxide. In: Chemical Physics Letters. 11, Nr. 5, 1971, S. 593–597. doi:10.1016/0009-2614(71)87010-0.
2. ↑ Sobek V., Skalný J. D.: Czechoslovak Journal of Physics, Vol. 43, 8, 1993
3. ↑ Electronic structure and spectroscopy of carbon trioxide

Weitere Quellen

• Pople J. A., Seeger U., Seeger R., Schleyer P. v. R.: The structure of carbon trioxide. In: Journal of Computational Chemistry. 1, Nr. 2, 2004, S. 199–203. doi:10.1002/jcc.540010215.
• Moll N. G., Clutter D. R., Thompson W. E.: Carbon Trioxide: Its Production, Infrared Spectrum, and Structure Studied in a Matrix of Solid CO₂. In: The Journal of Chemical Physics. 45, Nr. 12, 1966, S. 4469–4481. doi:10.1063/1.1727526.
• Gimarc B. M., Chou T. S.: Geometry and Electronic Structure of Carbon Trioxide. In: The Journal of Chemical Physics. 49, Nr. 9, 1968, S. 4043–4047. doi:10.1063/1.1670715.
• DeMore W. B., Jacobsen C. W.: Formation of carbon trioxide in the photolysis of ozone in liquid carbon dioxide. In: Journal of Physical Chemistry. 73, Nr. 9, 1969, S. 2935–2938. doi:10.1021/j100843a026.
• DeMore W. B., Dede C.: Pressure dependence of carbon trioxide formation in the gas-phase reaction of O(1D) with carbon dioxide. In: Journal of Physical Chemistry. 74, Nr. 13, 1970, S. 2621–2625. doi:10.1021/j100707a006.
• Francisco J. S., Williams I. H.: A theoretical study of the force field for carbon trioxide. In: Chemical Physics. 95, Nr. 3, 1985. doi:10.1016/0301-0104(85)80160-9.