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HCNH+
IUPAC名
Methylidyneammonium[1]
Methylidyneazanium[2]
系統名
Methylidyneammonium[3]
英文名 Protonated hydrogen cyanide
別名 質子化氰化氫,錆
識別
CAS號 38263-97-7  checkY
PubChem 22952220(HC≡N+H)
274441977
ChemSpider 10446358 HC≡N+H, 18948137 HC+=NH
SMILES
 
  • C#[NH+]
InChI
 
  • 1S/CHN/c1-2/h1H/p+1[2]
InChIKey LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-O[2]
性質
化學式 CH2N
摩爾質量 28.03 g·mol−1
結構
分子構型 線形:HC≡N+H
相關物質
相關等電子體 乙炔
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

HCNH+[來源請求]),又稱質子化的氰化氫,是天體物理學感興趣的離子。它也在超強酸中以凝聚態存在。

結構

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基態下, HC+NH 是簡單的線形分子,而激發態三線態則有順反異構。高能的結構異構體 H2CN+ 和C+NH2 也有理論研究。[4]

實驗室研究

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作為一種相對簡單的離子,HCNH+ 在實驗室中得到了廣泛的研究。在任何波長處拍攝的第一個光譜集中在紅外線中的 ν2(CH鍵拉伸)的旋轉振動帶上。 [5] 不久之後,他們也報告了對 ν1(NH鍵拉伸)帶的研究。 [6] 在這些初步研究之後,幾個小組發表了關於各種HCNH+旋轉振動光譜的研究,包括研究ν3 帶(C≡N鍵拉伸)、[7] ν4帶(H−C≡N 彎曲)[8]ν5 帶(H−N≡C 彎曲) .[9]

雖然所有這些研究都集中在紅外線中的旋轉振動光譜上,但直到1998年,技術才發展到足以研究微波中 HCNH+ 的純旋轉光譜。當時發表了HCNH+及其同位素代分子英語isotopomers HCND+和 DCND+ 的微波光譜。[10] 最近,為了更精確地確定分子旋轉常數 BD,人們再次測量了 HCNH+ 的純旋轉光譜。[11]

產生和毀滅

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根據天體化學網頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)的資料庫,HCNH+最先進的化學模型包括71個產生反應和21個毀滅反應。然而,其中只有少數反應主導了整體的產生和毀滅。[12]對於產生,有7種主要反應:

H+
3
+ HCN → HCNH+ + H2
H+
3
+ HNC → HCNH+ + H2
HCO+ + HCN → HCNH+ + CO
HCO+ + HNC → HCNH+ + CO
H3O+ + HCN → HCNH+ + H2O
H3O+ + HNC → HCNH+ + H2O
C+ + NH3 → HCNH+ + H

天文學探測

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首次的星際探測

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HCNH+ 在1986年首次於星際空間中使用美國國家射電天文台的12米圓盤和德克薩斯毫米波天文台人馬座B2探測到。[13]

隨後的星際探測

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在首次探測過後,HCNH+ 也在TMC-1[14] [15] 和DR 21(OH)中觀察到。[14] [16]人們對人馬座B2的初步檢測也已得到確認。[14][17]

太陽系

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根據卡西尼-惠更斯號的離子和中性質譜儀 (INMS) 的數據,雖然沒有通過光譜法直接檢測到,但已經推斷出土星最大的衛星——土衛六的大氣中存在 HCNH+[18]

1997年,人們對長周期彗星海爾-波普彗星觀測,嘗試探測 HCNH+ [19],但沒有探測到。

參考資料

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Methylidyneammonium | CH2N. ChemSpider. [27 January 2019]. (原始內容存檔於2022-01-02). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 Methanimine. PubChem. [27 January 2019]. (原始內容存檔於2019-07-27) (英語). 
  3. ^ methanimine | CH2N. ChemSpider. [27 January 2019]. (原始內容存檔於2021-12-19). 
  4. ^ Allen, T. L., Goddard, J. D., & Schaefer, H. F. III. A possible role for triplet H2CN+ isomers in the formation of HCN and HNC in interstellar clouds. Journal of Chemical Physics. 1980, 73 (7): 3255–3263 [2021-09-07]. Bibcode:1980JChPh..73.3255A. doi:10.1063/1.440520. (原始內容存檔於2021-09-07). 
  5. ^ Altman, R. S., Crofton, M. W., & Oka, T. Observation of the infrared ν2 band (CH stretch) of protonated hydrogen cyanide, HCNH+. Journal of Chemical Physics. 1984, 80 (8): 3911–3912. Bibcode:1984JChPh..80.3911A. doi:10.1063/1.447173. 
  6. ^ Altman, R. S., Crofton, M. W., & Oka, T. High resolution infrared spectroscopy of the ν1 (NH stretch) and ν2 (CH stretch) bands of HCNH+. Journal of Chemical Physics. 1984, 81 (10): 4255–4258. Bibcode:1984JChPh..81.4255A. doi:10.1063/1.447433. 
  7. ^ Kajita, M., Kawaguchi, K., & Hirota, E. Diode laser spectroscopy of the ν3 (CN stretch) band of HCNH+. Journal of Molecular Spectroscopy. 1988, 127 (1): 275–276. Bibcode:1988JMoSp.127..275K. doi:10.1016/0022-2852(88)90026-4. 
  8. ^ Tanaka, K., Kawaguchi, K., & Hirota, E. Diode laser spectroscopy of the ν4 (HCN bend) band of HCNH+. Journal of Molecular Spectroscopy. 1986, 117 (2): 408–415. Bibcode:1986JMoSp.117..408T. doi:10.1016/0022-2852(86)90164-5. 
  9. ^ Ho, W.-C., Blom, C. E., Liu, D.-J., & Oka, T. The infrared ν5 band (HNC bend) of protonated hydrogen cyanide, HCNH+. Journal of Molecular Spectroscopy. 1987, 123 (1): 251–253. Bibcode:1987JMoSp.123..251H. doi:10.1016/0022-2852(87)90275-X. 
  10. ^ Araki, M., Ozeki, H., & Saito, S. Laboratory Measurement of the Pure Rotational Transitions of HCNH+ and Its Isotopic Species. Astrophysical Journal Letters. 1998, 496 (1): L53. Bibcode:1998ApJ...496L..53A. S2CID 17868534. arXiv:astro-ph/9801241可免費查閱. doi:10.1086/311245. 
  11. ^ Amano, T., Hashimoto, K., & Hirao, T. Submillimeter-wave spectroscopy of HCNH+ and CH3CNH+. Journal of Molecular Structure. 2006, 795 (1–3): 190–193. Bibcode:2006JMoSt.795..190A. doi:10.1016/j.molstruc.2006.02.035. 
  12. ^ Millar, T. J., Farquhar, P. R. A., & Willacy, K. The UMIST Database for Astrochemistry 1995. Astronomy & Astrophysics Supplement Series. 1997, 121 (1): 139–185. Bibcode:1997A&AS..121..139M. arXiv:1212.6362可免費查閱. doi:10.1051/aas:1997118. 
  13. ^ Ziurys, L. M.; Turner, B. E. HCNH+: A New Interstellar Molecular Ion (PDF). The Astrophysical Journal Letters. 1986, 302: L31–L36 [2021-09-07]. Bibcode:1986ApJ...302L..31Z. PMID 11542069. doi:10.1086/184631. (原始內容存檔 (PDF)於2012-03-09). 
  14. ^ 14.0 14.1 14.2 Schilke, P., Walmsley, C. M., Millar, T. J., & Henkel, C. Protonated HCN in molecular clouds. Astronomy & Astrophysics. 1991, 247: 487–496. Bibcode:1991A&A...247..487S. 
  15. ^ Ziurys, L. M., Apponi, A. J., & Yoder, J. T. Detection of the Quadrupole Hyperfine Structure in HCNH+. The Astrophysical Journal Letters. 1992, 397: L123–L126. Bibcode:1992ApJ...397L.123Z. doi:10.1086/186560. 
  16. ^ Hezareh, T., Houde, M., McCoey, C., Vastel, C., & Peng, R. Simultaneous Determination of the Cosmic Ray Ionization Rate and Fractional Ionization in DR 21(OH). The Astrophysical Journal. 2008, 684 (2): 1221–1227. Bibcode:2008ApJ...684.1221H. S2CID 6284545. arXiv:0805.4018可免費查閱. doi:10.1086/590365. 
  17. ^ Nummelin, A., Bergman, P., Hjalmarson, Å., Friberg, P., Irvine, W. M., Millar, T. J., Ohishi, M., & Saito, S. A Three-Position Spectral Line Survey of Sagittarius B2 between 218 and 263 GHz. II. Data Analysis. The Astrophysical Journal Supplement Series. 2000, 128 (1): 213–243. Bibcode:2000ApJS..128..213N. doi:10.1086/313376可免費查閱. 
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  19. ^ Ziurys, L. M., Savage, C., Brewster, M. A., Apponi, A. J., Pesch, T. C., & Wyckoff, S. Cyanide Chemistry in Comet Hale-Bopp (C/1995 O1). The Astrophysical Journal Letters. 1999, 527 (1): L67–L71. Bibcode:1999ApJ...527L..67Z. PMID 10567001. doi:10.1086/312388可免費查閱.