옥타옥시겐

Octaoxygen
Octaoxygen-from-xtal-3D-balls.png
Epsilon-oxygen-xtal-3D-balls.png
O의8 볼앤스틱 모델
ε-oxygen 결정구조의 일부

옥타옥시겐은 8개의 산소 원자로 구성된 산소 할당로프로서, ε-산소 또는 적산소라고도 한다. 이 할당 로프는 17 GPA 이상의 압력에서 600K(327 °C; 620 °F) 이상으로 형성된다.[1]

준비 및 특성

상온에서 산소 압력이 10기가파스칼(150만 psi)을 통해 높아지면서 다른 할당제로프로 극적인 위상 전환을 거친다. 부피가 크게 줄고,[2] 하늘색에서 진한 붉은색으로 색이 바뀐다.[3] 이 ε 상은 1979년에 발견되었지만, 그 구조는 불분명하다. 적외선 분광법에 근거하여 연구자들은 1999년에 이 단계가 결정 격자 안에 있는
4 O 분자로 구성된다고 가정했다.[4] 그러나, 2006년에 X선 결정학에 의해 이 안정된 국면이 사실상
8 O라는 것이 증명되었다.[5][6] 이론적으로 아무도 그 구조를 예측하지 못했다:[1] 4개의
2 O 분자로 구성된 고무줄 O 군집
8[7].

이 단계에서 그것은 짙은 적색, 매우 강한 적외선 흡수, 그리고 자석 붕괴를 나타낸다.[8] 또한 매우 큰 압력영역에[citation needed] 걸쳐 안정적이며, 수많은 X선 회절, 분광 및 이론 연구의 대상이 되어 왔다. 그것은 단핵 C2/m 대칭을 가지고 있는 것으로 나타났으며 적외선 흡수 작용은 산소 분자가 더 큰 단위로 연결되었기 때문이다. 11 GPA에서 O
8 군집의 클러스터 내 결합 길이는 0.234 nm이고 클러스터 간 거리는 0.266 nm로 산소 분자 O의
2 0.120 nm 결합 길이보다 길다.[1]

연구에서 발견된 O 군집의
8 형성 메커니즘은 아직 명확하지 않으며, 연구자들은 산소 분자 사이의 전하 전달이나 산소 분자의 자기 모멘트가 형성에 중요한 역할을 한다고 생각한다.[1]

잠재적 응용 프로그램

액체 산소는 이미 로켓에서 산화제로 사용되고 있으며, 에너지 밀도가 높기 때문에 적색 산소가 훨씬 더 좋은 산화제를 만들 수 있을 것으로 추측되고 있다.[9]

연구자들은 이 구조가 원소의 구조 조사에 큰 영향을 미칠 수 있다고 생각한다.[1]

참조

  1. ^ a b c d e Advanced Industrial Science and Technology (AIST) (2006). "Solid Oxygen ε-Phase Crystal Structure Determined Along With The Discovery of a Red Oxygen O8 Cluster". AZoNano. Retrieved 2008-01-10.
  2. ^ Akahama, Yuichi; Kawamura, Haruki; Häusermann, Daniel; Hanfland, Michael; Shimomura, Osamu (June 1995). "New High-Pressure Structural Transition of Oxygen at 96 GPa Associated with Metallization in a Molecular Solid". Physical Review Letters. 74 (23): 4690–4694. Bibcode:1995PhRvL..74.4690A. doi:10.1103/PhysRevLett.74.4690. PMID 10058574.
  3. ^ Nicol, Malcolm; Hirsch, K. R.; Holzapfel, Wilfried B. (December 1979). "Oxygen Phase Equilibria near 298 K". Chemical Physics Letters. 68 (1): 49–52. Bibcode:1979CPL....68...49N. doi:10.1016/0009-2614(79)80066-4.
  4. ^ Gorelli, Federico A.; Ulivi, Lorenzo; Santoro, Mario; Bini, Roberto (November 1999). "The ε Phase of Solid Oxygen: Evidence of an O4 Molecule Lattice". Physical Review Letters. 83 (20): 4093–4096. Bibcode:1999PhRvL..83.4093G. doi:10.1103/PhysRevLett.83.4093.
  5. ^ Fujihisa, Hiroshi; Akahama, Yuichi; Kawamura, Haruki; Ohishi, Yasuo; Shimomura, Osamu; Yamawaki, Hiroshi; Sakashita, Mami; Gotoh, Yoshito; Takeya, Satoshi; onda, Kazumasa H (2006-08-26). "O8 Cluster Structure of the Epsilon Phase of Solid Oxygen". Physical Review Letters. 97 (8): 085503. Bibcode:2006PhRvL..97h5503F. doi:10.1103/PhysRevLett.97.085503. PMID 17026315.
  6. ^ Lundegaard, Lars F.; Weck, Gunnar; McMahon, Malcolm I.; Desgreniers, Serge; Loubeyre, Paul (2006-09-14). "Observation of an O8 molecular lattice in the phase of solid oxygen". Nature. 443 (7108): 201–204. Bibcode:2006Natur.443..201L. doi:10.1038/nature05174. PMID 16971946. S2CID 4384225.
  7. ^ Steudel, Ralf; Wong, Ming Wah (2007). "Dark-Red O8 Molecules in Solid Oxygen: Rhomboid Clusters, Not S8-Like Rings". Angewandte Chemie International Edition. 46 (11): 1768–1771. doi:10.1002/anie.200604410. PMID 17450606.
  8. ^ Freiman, Yu A.; Jodl, H. J. (2004). "Solid oxygen". Physics Reports. 401 (1–4): 1–228. Bibcode:2004PhR...401....1F. doi:10.1016/j.physrep.2004.06.002.
  9. ^ Ball, Phillip (16 November 2001). "New form of oxygen found". Nature News. doi:10.1038/news011122-3.