Cyanoradikal

Föredraget IUPAC-namn: Azanylidynemethyl
Andra namn:
Cyanyl
Nitril
Cyano
Isocyano

Cyanoradikal eller cyanidoradikal (CAS nummer 2074-87-5) är en radikal med molekylformel CN, ibland skriven •CN. Cyanoradikalen var 1938 en av de första upptäckta molekylerna i det interstellära mediet. Dess upptäckt och analys hade stor betydelse inom astrokemin. Upptäckten bekräftades med en coudéspektrograf, som blev känd och trovärdig på grund av denna upptäckt. •CN har observerats i både diffusa moln och täta moln.^[1] Vanligtvis upptäcks •CN i regioner med vätecyanid, väteisocyanid och HCNH+ eftersom det är involverat i skapandet och destruktionen av dessa ämnen.

Fysiska egenskaper

Bindningen i cyanoradikalen kan beskrivas som en kombination av två resonansstrukturer: strukturen med den oparade elektronen på kolet är den mindre bidragsgivaren, medan strukturen med den oparade elektronen på kvävet (isocyanoradikalen) är den största bidragsgivaren. Laddningsseparationen i isocyanoradikalen liknar kolmonoxid. •CN har ett dipolmoment på 1,45 debye och ett ²Σ⁺ elektronisk grundtillstånd. Urvalsreglerna är:

{\begin{aligned}N+S&=J\\J+I&=F\end{aligned}}

där N är rörelsemängdsmoment, S är elektriskt spinn, och I = 1 är kärnspinn hos ¹⁴N.^[2]

Rekombination och destruktion av ^•CN

Rekombination

Dissociativ rekombination i diffusa moln:^[1]

HCN⁺ + e⁻ → ^•CN + H^•

Fotodissociation i täta moln:^[3]

HCN + hν → ^•CN + H^•

Destruktion

H₃⁺ + ^•CN → HCN⁺ + H₂

Identifiering av •CN

En spektrallinje av •CN upptäcktes 1938 i det interstellära mediet i ultraviolett våglängd, och identifierades 1940 av Andrew McKellar. Coudéspektrografen och ett 2,5-meters teleskop användes för att observera •CN:s interstellära linjer och ultravioletta spektra. Användningen av spektrografen bekräftade McKellars fynd och gjorde även spektrografen välkänd.^[4]^[5] År 1970 upptäcktes •CN:s första rotationsövergång från J = 0 till J = 1 i Orionnebulosan och W51-nebulosan.^[6] Den första upptäckten av •CN i extragalaktiska källor sågs 1988 vid Bildhuggargalaxen (NGC 253), IC 342 och M82. De emissionslinjer som observerades var från N = 1 till N = 0 och N = 2 till N = 1.^[7] År 1991 observerades •CN-vibrationsrotationsband av National Solar Observatory genom att använda en McMath Fouriertransformspektrometer. De observerade 2 till 0-linjerna visar en extrem hyperfin struktur.^[6] År 1995 observerades rotationsabsorptionspektrum av •CN i grundtillstånd i 1 THz-regionen, och de flesta linjerna mättes i intervallet 560 till 1020 GHz. Fyra nya rotationsövergångar mättes; N = 8 till N = 8, J = 15/2 till J = 17/2 och J = 17/2 till J = 19/2; N = 7 till N = 8, J = 15/2 till J = 17/2 och J = 13/2 till J = 15/2. ^[8]

Källor

Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia, Cyano radical, 10 januari 2022.

Referenser

^ [a b] Liszt, H.; Lucas, R. (2001). ”Comparative chemistry of diffuse clouds: II. CN, HCN, HNC, CH₃CN & N₂H⁺”. Astronomy & Astrophysics 370 (2): sid. 576–585. doi:10.1051/0004-6361:20010260. Bibcode: 2001A&A...370..576L.
^ Skatrud, David D.; De Lucia, Frank C.; Blake, Geoffrey A.; Sastry, K. V. L. N. (1983). ”The millimeter and submillimeter spectrum of CN in its first four vibrational states”. Journal of Molecular Spectroscopy 99 (1): sid. 35–46. doi:10.1016/0022-2852(83)90290-4. Bibcode: 1983JMoSp..99...35S.
^ Bakker, Eric J.; Waters, L. B. F. M.; Lamers, Henry J. G. L. M.; Trams, Norman R.; Van der Wolf, Frank L. A. (1996). ”Detection of C₂, CN, and NaI D absorption in the AGB remnant of HD 56126”. Astronomy and Astrophysics 310: sid. 893–907. Bibcode: 1996A&A...310..893B.
^ McKellar, Andrew (1940). ”Evidence for the molecular origin of some hitherto unidentified interstellar lines”. Publications of the Astronomical Society of the Pacific 52 (307): sid. 187–192. doi:10.1086/125159. Bibcode: 1940PASP...52..187M. https://iopscience.iop.org/article/10.1086/125159/pdf.
^ Adams, Walter S. (1941). ”Some results with the coudé spectrograph of the Mount Wilson Observatory”. The Astrophysical Journal 93: sid. 11–23. doi:10.1086/144237. Bibcode: 1941ApJ....93...11A.
^ [a b] Jefferts, K. B.; Penzias, A. A.; Wilson, R. W. (1970). ”Observation of the CN radical in the Orion Nebula and W51”. The Astrophysical Journal 161 (2): sid. L87–L89. doi:10.1086/180576. Bibcode: 1970ApJ...161L..87J.
^ Henkel, C.; Mauersberger, R.; Schilke, P. (1988). ”Molecules in external galaxies: The detection of CN, C₂H, and HNC, and the tentative detection of HC₃N”. Astronomy and Astrophysics 201: sid. L23–L26. Bibcode: 1988A&A...201L..23H.
^ Klisch, E.; Klaus, Th.; Belov, S. P.; Winnewisser, G.; Herbst, E. (1995). ”Laboratory rotational spectrum of CN in the 1 THz region”. Astronomy and Astrophysics 304: sid. L5–L8. Bibcode: 1995A&A...304L...5K.

[Comparative-1] [a b] Liszt, H.; Lucas, R. (2001). ”Comparative chemistry of diffuse clouds: II. CN, HCN, HNC, CH₃CN & N₂H⁺”. Astronomy & Astrophysics 370 (2): sid. 576–585. doi:10.1051/0004-6361:20010260. Bibcode: 2001A&A...370..576L.

[2] Skatrud, David D.; De Lucia, Frank C.; Blake, Geoffrey A.; Sastry, K. V. L. N. (1983). ”The millimeter and submillimeter spectrum of CN in its first four vibrational states”. Journal of Molecular Spectroscopy 99 (1): sid. 35–46. doi:10.1016/0022-2852(83)90290-4. Bibcode: 1983JMoSp..99...35S.

[HD56126-3] Bakker, Eric J.; Waters, L. B. F. M.; Lamers, Henry J. G. L. M.; Trams, Norman R.; Van der Wolf, Frank L. A. (1996). ”Detection of C₂, CN, and NaI D absorption in the AGB remnant of HD 56126”. Astronomy and Astrophysics 310: sid. 893–907. Bibcode: 1996A&A...310..893B.

[4] McKellar, Andrew (1940). ”Evidence for the molecular origin of some hitherto unidentified interstellar lines”. Publications of the Astronomical Society of the Pacific 52 (307): sid. 187–192. doi:10.1086/125159. Bibcode: 1940PASP...52..187M. https://iopscience.iop.org/article/10.1086/125159/pdf.

[5] Adams, Walter S. (1941). ”Some results with the coudé spectrograph of the Mount Wilson Observatory”. The Astrophysical Journal 93: sid. 11–23. doi:10.1086/144237. Bibcode: 1941ApJ....93...11A.

[Orion-6] [a b] Jefferts, K. B.; Penzias, A. A.; Wilson, R. W. (1970). ”Observation of the CN radical in the Orion Nebula and W51”. The Astrophysical Journal 161 (2): sid. L87–L89. doi:10.1086/180576. Bibcode: 1970ApJ...161L..87J.

[7] Henkel, C.; Mauersberger, R.; Schilke, P. (1988). ”Molecules in external galaxies: The detection of CN, C₂H, and HNC, and the tentative detection of HC₃N”. Astronomy and Astrophysics 201: sid. L23–L26. Bibcode: 1988A&A...201L..23H.

[8] Klisch, E.; Klaus, Th.; Belov, S. P.; Winnewisser, G.; Herbst, E. (1995). ”Laboratory rotational spectrum of CN in the 1 THz region”. Astronomy and Astrophysics 304: sid. L5–L8. Bibcode: 1995A&A...304L...5K.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]