Тетранитратоксиуглерод , систематическое название тетра(нитрато- O , O , O -метил)метан (часто сокращается до тетракис(нитратоксиуглерод)метан ) [3] , представляет собой гипотетическую молекулу , предложенную Кларой Лазен, ученицей пятого класса из Канзас-Сити, штат Миссури , которая придумала ее структуру и построила модель в 2012 году. Она считается соавтором научной статьи о молекуле, в которой с помощью вычислительной химии предсказано, что молекула действительно может существовать.
Учитель естественных наук Кеннет Бёр использовал шаростержневые модели для представления простых молекул на уроке в пятом классе, когда десятилетняя Клара Лазен [4] собрала сложную модель и спросила, настоящая ли это молекула. [5] Неясно, собрала ли Лазен эту конкретную молекулу случайно или преднамеренно. [6]
Не будучи уверенным в существовании молекулы, Бёр отправил фотографию модели своему другу-химику Роберту Цёлльнеру из Университета штата Гумбольдт . [4] [5] Цёлльнер проверил молекулу по базе данных Chemical Abstracts [4] и подтвердил, что модель Лазена относится к структурному типу, о котором ранее не сообщалось. [5]
Цёлльнер написал статью о молекуле, опубликованную в журнале Computational and Theoretical Chemistry , указав в качестве соавторов Лазена и Бёра. [3]
Тетранитратоксиуглерод состоит из кислорода , азота и углерода с молекулярной структурой C(CO
3Н)
4. Его богатая кислородом формула, в частности, положительный кислородный баланс , означает, что ему не требуется внешний окислитель для полного окисления, и поэтому он может обладать взрывчатыми или другими высокоэнергетическими свойствами. [3] Однако ожидается, что он будет слишком термически нестабилен для практического использования. [7]
Сама по себе функциональная группа нитратоксикарбона — атом углерода и атом азота, связанные тремя мостиками из атомов кислорода — до сих пор не наблюдалась ни в одном химическом соединении. Исследования вычислительной химии показывают, что она является только метастабильной , а другие структурные изомеры , такие как карбоновый нитрозоэфир (C(=O)ONO) , более стабильны. [3] Как таковая, эта функциональная группа, вероятно , останется чисто гипотетической, и ни один метод ее синтеза пока не предложен. Были синтезированы соединения, содержащие общий соединительный мотив из двух атомов, связанных тремя одноатомными линкерами, включая полностью углеродный бицикло[1.1.1]пентан и его производные, а также несколько других элементарных аналогов, упомянутых в патентах.
Несколько реакций тетранитратоксиуглерода были исследованы вычислительно. Например, одно из возможных уравнений для его разложения:
что, как прогнозируется, имеет стандартное изменение энтальпии −1326 кДж/моль на основе методов расчета энергии связи. Другая потенциальная реакция — его горение в присутствии кислорода:
что, как прогнозируется, имеет стандартное изменение энтальпии −1144 кДж/моль.
