Ортоугольная кислота
| Ортоугольная кислота | |
|---|---|
| | |
| Общие | |
| Систематическое наименование |
Ортоу́гольная кислота́ |
| Хим. формула | H4CO4 |
| Рац. формула | H4CO4 |
| Физические свойства | |
| Состояние | разлагается, в свободном состоянии не существует |
| Молярная масса | 80,04036 г/моль |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 463-84-3 |
| PubChem | 9547954 |
| SMILES | |
| InChI | |
| ChemSpider | 7826887 |
| Безопасность | |
| Предельная концентрация | 20 мг/дм³ |
| ЛД50 | 5000 мг/кг |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
| Медиафайлы на Викискладе | |
Ортоу́гольная кислота (гидроксид углерода IV), также метантетрол — нестабильная четырёхосновная кислота H4CO4, соответствующая угольному ангидриду CO2 или гидратированной угольной кислоте.
Впервые получена в 2025 году путём электронного облучения замороженной смеси воды и углекислого газа и идентифицирована с помощью масс-спектроскопии.[1]
Расчеты показывают что при высоком давлении данное соединение может являться устойчивым, может образовываться внутри Урана и Нептуна.[2]
Известны её производные (ортокарбонаты) — соли и эфиры.
Свойства
Согласно расчётам, ортоугольная кислота нестабильна и распадается на угольную кислоту и воду:
![{\displaystyle {\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}\mathrm {CO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {CO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/8a20e66e7916322b58860c860378f5a90a497701.svg)
Производные
Хотя ортоугольная кислота не очень стабильная, её производные могут быть выделены в свободном состоянии.
Соли ортоугольной кислоты
В 2020 году путём синтеза при высоком давлении был получен ортокарбонат кальция (Ca2CO4), в 2021 году — ортокарбонат стронция (Sr2CO4)[3][4][5]. Ортокарбонат стронция устойчив при атмосферном давлении. Ортокарбонат-ион, как и ортонитрат-ион, имеет тетраэдрическую структуру. Расстояние C-O составляет 1,41 Å.[6] Оксид-ортокарбонат тристронция (Sr3[CO4]O) также устойчив при атмосферном давлении.[7]
Эфиры ортоугольной кислоты
Общая формула ортокарбонатов — C(OR)4.
Эфиры ортоугольной кислоты были синтезированы ещё в середине XIX века взаимодействием хлорпикрина с алкоголятами натрия в спиртовых растворах:
![{\displaystyle {\mathrm {CCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {NO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}4\,\mathrm {RONa} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {C} (\mathrm {OR} ){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}3\,\mathrm {NaCl} {}+{}\mathrm {NaNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/b5ee17243de987a170b27bc507fc8563b7440c2c.svg)
См. также
- Ортоэфиры
- Пироугольная кислота
- Диоксид углерода
Примечания
- ↑ Marks, Joshua H.; Bai, Xilin; Nikolayev, Anatoliy A.; Gong, Qi'ang; McAnally, Mason; Wang, Jia; Pan, Yang; Fortenberry, Ryan C.; Mebel, Alexander M.; Yang, Yao; Kaiser, Ralf I. (14 июля 2025). Methanetetrol and the final frontier in ortho acids. Nature Communications. doi:10.1038/s41467-025-61561-z. PMC 12260057.
- ↑ G. Saleh; A. R. Oganov (2016). Novel Stable Compounds in the C-H-O Ternary System at High Pressure. Scientific Reports. 6 32486. Bibcode:2016NatSR...632486S. doi:10.1038/srep32486. PMC 5007508. PMID 27580525.
- ↑ Sagatova, Dinara; Shatskiy, Anton; Sagatov, Nursultan; Gavryushkin, Pavel N.; Litasov, Konstantin D. (2020). Calcium orthocarbonate, Ca2CO4-Pnma: A potential host for subducting carbon in the transition zone and lower mantle. Lithos. 370—371: 105637. Bibcode:2020Litho.37005637S. doi:10.1016/j.lithos.2020.105637. ISSN 0024-4937. S2CID 224909120.
{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (номер статьи как номер страницы) (ссылка) - ↑ Binck, Jannes; Laniel, Dominique; Bayarjargal, Lkhamsuren; Khandarkhaeva, Saiana; Fedotenko, Timofey; Aslandukov, Andrey; Milman, Victor; Glazyrin, Konstantin; Milman, Victor; Chariton, Stella; Prakapenka, Vitali B.; Dubrovinskaia, Natalia; Dubrovinsky, Leonid; Winkler, Björn (2022). Synthesis of calcium orthocarbonate, Ca2CO4-Pnma at P-T conditions of Earth's transition zone and lower mantle. American Mineralogist. 107 (3): 336—342. Bibcode:2022AmMin.107..336B. doi:10.2138/am-2021-7872. S2CID 242847474. Архивировано 4 марта 2025. Дата обращения: 23 апреля 2025.
- ↑ Laniel, Dominique; Binck, Jannes; Winkler, Björn; Vogel, Sebastian; Fedotenko, Timofey; Chariton, Stella; Prakapenka, Vitali; Milman, Victor; Schnick, Wolfgang; Dubrovinsky, Leonid; Dubrovinskaia, Natalia (2021). Synthesis, crystal structure and structure–property relations of strontium orthocarbonate, Sr2CO4. Acta Crystallographica Section B. 77 (1): 131—137. Bibcode:2021AcCrB..77..131L. doi:10.1107/S2052520620016650. ISSN 2052-5206. PMC 7941283.
- ↑ Spahr, Dominik; Binck, Jannes; Bayarjargal, Lkhamsuren; Luchitskaia, Rita; Morgenroth, Wolfgang; Comboni, Davide; Milman, Victor; Winkler, Björn (4 апреля 2021). Tetrahedrally Coordinated sp3-Hybridized Carbon in Sr2CO4 Orthocarbonate at Ambient Conditions. Inorganic Chemistry. 60 (8): 5419—5422. doi:10.1021/acs.inorgchem.1c00159. PMID 33813824.
- ↑ Spahr, Dominik; König, Jannes; Bayarjargal, Lkhamsuren; Gavryushkin, Pavel N.; Milman, Victor; Liermann, Hanns-Peter; Winkler, Björn (4 октября 2021). Sr 3 [CO 4 ]O Antiperovskite with Tetrahedrally Coordinated sp 3 -Hybridized Carbon and OSr 6 Octahedra. Inorganic Chemistry. 60 (19): 14504—14508. doi:10.1021/acs.inorgchem.1c01900. PMID 34520201. S2CID 237514625.