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三氧化二氫

鎖定
三氧化二也稱為“過三氧化氫”,是一種氧化物,化學式為“H₂O₃”或“HOOOH”,是氫元素的氧化物,有魚腥味,易揮發,不穩定。其能自發地分解為水與單線態氧,室温下有機溶劑中的H₂O₃的半衰期約為16min,而H₂O₃在水中的半衰期只有幾毫秒。
中文名
三氧化二氫
別    名
過三氧化氫
化學式
H₂O₃或HOOOH
分子量
50
外    觀
常温下為無色至微紫色液體
安全性描述
強氧化性
氣    味
有魚腥味
揮發性
易揮發
化學性質
不穩定

三氧化二氫簡介

H2O3 H2O3
上述反應的逆反應(向分子中插入單線態氧原子)一般情況下由於單線態氧原子不足而速率小於正反應速率
理論研究表明,有順式和反式共兩種異構體,其中反式異構體順式異構體更穩定。二階全活化空間微擾理論(complete active space perturbation theory of second order,CASPT2)預測結果顯示,在單激發態中,順式三氧化二氫壽命最長的激發態為21A",躍遷能為167.43nm,壽命為1.44×10∧-5s;而反式三氧化二氫壽命最長的激發態為21A,其躍遷能為165.52nm,壽命為2.07×10∧-5s。
也就是説,這種物質極易分解,即使是剛製備好的三氧化二氫,沒多久就消失在水中了。

三氧化二氫製備

三氧化二氫可由O₃和H2O2的反應或水的電解少量製備。用以上兩種反應制得的過H₂O₃的量雖然較少,但已可檢測出其存在。
若需獲得大量H₂O₃,則要利用有機還原劑(例如氫化偶氮苯)在有機溶劑中低温還原O₃,H₂O₃也能在有機過三氧化氫分解時產生(ROOOH)。
O₃與H₂O₂反應(過臭氧化)的過程也被稱為“過臭氧過程”(Peroxone process)。而O₃與H₂O₂的混合物曾被用作含有各種有機化合物的地下水的處理劑。上述反應也能產生H2O5及一些環狀化合物

三氧化二氫結構

光譜學分析已指出三氧化二氫分子具有曲折的結構(H-O-O-O-H),具有C2對稱性,其中,H₂O₃O-O鍵的鍵長約為142.8pm,略短於H2O3中的146.4pm。O-H鍵的鍵長為96.6pm,H-O-O鍵角為101.9°,O-O-O鍵角為106.8°,H-O-O-O二面角為81.2°。 [1] 
三氧化二氫結構 三氧化二氫結構
H₂O₃還可能以多種二聚體三聚體的形式存在。

三氧化二氫酸性

H₂O₃是一種弱電解質,其酸性比H₂O₂略強,在溶液中可電離產生H+和OOOH-。

三氧化二氫反應

三氧化二氫的分解 三氧化二氫的分解
其能自發地分解為水與單線態氧。室温下有機溶劑中的H₂O₃的半衰期約為16min,而H₂O₃在水中的半衰期只有幾毫秒。
三氧化二氫能與有機硫化物反應生成亞碸,但目前對這類反應的瞭解仍不多。

三氧化二氫存在形式

由於在生命系統中H₂O₃像臭氧/過氧化氫混合物一樣,也能由人體內的抗體所產生,並利用其強氧化性對抗入侵的細菌等病原體。所以新近的研究認為H₂O₃是上述混合物中起抗菌作用的活性物質。生命系統中H₂O₃由免疫細胞產生的單線態氧和水反應獲得(該化學反應的方向視各物質的濃度而定)。
2005年,H₂O₃被利用微波光譜學在超音速客機中發現,其分子呈現反式構象(trans conformation),其中的O-O鍵短於H₂O₂中的O-O鍵。
計算化學方面的預測表明還可能有包含更多氧原子的鏈狀分子(或過多氧化氫)存在,在低温氣體中,甚至連具有無數個氧原子的鏈也可能存在。
在該證據支持下,一項對星際物質中的這類物質的尋找可能將會展開。 [1-2] 
參考資料