Octanitrocubano
El octanitrocubano és un sòlit blanc, estable (temperatura de descomposició major 200 °C[1]), moderadament soluble en hexano i soluble en solvents orgànics polars.
Història
[editar | editar còdic]El octanitrocubano es va sintetisar per primera volta en 1999 en l'Universitat de Chicago, l'equip de Philip E. Eaton i Mao-Xi Zhang en colaboració en Richard Gilardi del Naval Research Laboratory en Washington D. C..[1] Eaton havia segut el primer en sintetisar el hidrocarbur cubà en 1964.
Propietats
[editar | editar còdic]La molècula té un esquelet de huit àtoms de carbono que formen una gaveta. Cada àtom de carbono està unit a atres tres àtoms de carbono i a un grup nitro. És un derivat de l'hidrocarbur cubà, a on tots els àtoms d'hidrogen, huit, han segut substituïts per un grup nitro; açò ho convertix en un dels pocs composts de la química orgànica que no conté hidrogen.
Es caracterisa per ser un compost altament energètic; la seua velocitat de detonació és de 9,90 km•s-1 mentres que la reacció de descomposició és altament exotèrmica, donada la formació de dotze molés gaseosos:[1] (vore equacions de Kamlet-Jacobs).
- C8(NO2)8 = 8 CO2 + 4 N2; ΔHrxn = – 3475 kJ/mol
La pressió de detonació és de 489 kbar o 482,60 atm,[2] la qual és un 24 i 40 % major a la de HMX i RDX respectivament. La temperatura d'explosió és de 5800 °C i el volum de gas 611 dm³/kg o 283,5 dm³/mol.[3]
La densitat calculada oscila entre 2,135 i 2,137 g/cm³, mentres que la senya experimental per difracció de rajos X és d'1,979 g/cm³. Esta gran diferència es pot explicar a partir de l'existència de polimorfisme en la ret cristalina, sent el compost analisat un de menor empacamiento.[4]
Alguns paràmetros estructurals calculats experimentalment (rajos X) i a través de models moleculars (RHF i B3LYP).[4][5]
| Rajos X | RHF | B3LYP | |
|---|---|---|---|
| C – C | 1,561 | 1,551 | 1,564 |
| C – N | 1,478 | 1,461 | 1,482 |
| N – O | 1,204 | 1,183 | 1,220 |
| Rajos X | RHF | B3LYP | |
|---|---|---|---|
| O – N – O | 128,0 | 129,1 | 128,9 |
| N – C – C | 136,2 | 137,8 | 137,4 |
Algunes propietats electromagnètiques:[6]
- Afinitat electrònica = 3,43 eV.
- Energia de ionisació = 10,54 eV.
- Energia orbital LUMO = – 5,35 eV.
- Energia orbital HOMO = – 8,60 eV.
Factors com la gran entalpia de descomposició i les altes estabilitat i densitat prediuen, segons les equacions de Kamlet-Jacobs, que este compost és un explosiu molt potent. No obstant, les diferents rutes de síntesis són complexes i estan llunt de poder ser aplicades per a una producció a gran escala.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ 1,0 1,1 1,2 P. E. Eaton, M. Zhang, R. Gilardi, N. Gelber, S. Iyer, R. Surapaneni. Octanitrocubane: A new nitrocarbon. Propellants, Explosives & Pyrotechnics 27, 1 – 6 (2002).
- ↑ «Copia archivada». Archivat des d'el original, el 4 de març de 2016. Consultat el 24 de juny de 2012.
- ↑ «Copia archivada» (en cz). Archivat des d'el original, el 9 de març de 2011. Consultat el 24 de juny de 2012.
- ↑ 4,0 4,1 D. A. Hrovat, W. T. Broden, P. E. Eaton, and B. Kahr. "A computational study of the interactions among the nitro groups in octanitrocubane", J. Am. Chem. Soc. 123, 1289 – 1293 (2001)
- ↑ http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/lib-www/la-pubs/00319493.pdf
- ↑ J. Kortus, M. R. Pederson, S. L. Richardson. "Density functional-based prediction of the electronic, structural, and vibrational properties of the energetic molecule: octanitrocubane". Chem. Phys. Lett. 322, 224 – 230 (2000)
- Este artícul conté una traducció derivada de «Octanitrocubano» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.