Dvouatomový uhlík, také nazývaný diuhlík nebo 1λ2,2λ2-ethen je zelená plynná anorganická látka se vzorcem C=C, také zapisovaným jako C2 nebo [C2]. Za běžných teplot a tlaků je nestabilní, přičemž podléhá autopolymerizaci. Vyskytuje se v parách uhlíku, například v elektrických obloucích; také na kometách, v atmosférách hvězd, v mezihvězdném prostředí a v modrých plamenech uhlovodíků. Jedná se, po atomárním uhlíku, o druhou nejjednodušší formu uhlíku. Používá se jako meziprodukt při přípravě fullerenů.
Vlastnosti C2 je složkou par uhlíku. V jedné studii bylo odhadnuto, že páry uhlíku se z dvouatomových molekul asi z 28 %, tato hodnota ovšem závisí na tlaku a teplotě.
Elektromagnetické vlastnosti Elektrony v dvouatomovém uhlíku jsou mezi orbitaly rozdělené podle výstavbového principu a zaujímají rozdílné energetické hladiny. Stav s nejnižší energií je základní singletový stav, (1Σ), systematickým názvem ethen-1,2-diyliden. Existuje také několik excitovaných singletových a tripletových stavů, jejichž energie je podobná základnímu stavu a mají tak za běžných podmínek významné zastoupení. Při přechodu do základního stavu vyzařují infračervené záření. Jeden z nich ovšem částečně vyzařuje v oblasti zeleného světla, zde jde o tripletový stav (3Πg), který má systematický název ethen-μ,μ-diyl-μ-yliden. Existuje i excitovaný stav s vyšší energií, který ovšem má významný podíl pouze po ozáření diuhlíku ultrafialovým zářením; při návratu do základního stavu fluoreskuje ve fialovém světle.
{| class="wikitable" |- ! Stav !! Excitačníentalpie(kJ mol−1) !! Přechod dozákladního stavu !! Vlnová délkavyzářená při přechodu !! Oblast elektromagnetického záření |- | X1Σ || 0 || – || – || – |- | a3Π || 8,5 || a3Π→X1Σ || 14,0 μm || Dlouhovlnná infračervená |- | b3Σ || 77,0 || b3Σ→a3Π || 1,7 μm || Středněvlnná infračervená |- | A1Π || 100,4 || A1Π→X1ΣA1Π→b3Σ || 1,2 μm5,1 μm || Blízká infračervenáStředněvlnná infračervená |- | B1Σ || ? || B1Σ→A1ΠB1Σ→a3Π || ?? || ?? |- | c3Σ || 159,3 || c3Σ→b3Σc3Σ→X1Σc3Σ→B1Σ || 1,5 μm751,0 nm?|| Krátkovlnná infračervenáČervená? |- | d3Π || 239,5 || d3Π→a3Πd3Π→c3Σd3Π→A1Π || 518,0 nm1,5 μm860,0 nm || ZelenáKrátkovlnná infračervenáBlízká infračervená |- | C1Π || 409,9 || C1Π→A1ΠC1Π→a3ΠC1Π→c3Σ || 386,6 nm298,0 nm477,4 nm || FialováStřední ultrafialováModrá
Z diagramu molekulových orbitalů vyplývá, že se v molekule C2 nachází dva volné elektronové páry, a tak je mezi uhlíkovými atomy dvojná vazba. Existuje však analýza, podle které se zde vyskytuje čtverná vazba, ovšem její výsledky jsou sporné.
Disociační energie vazeb v řadě B2, C2 a N2 klesá, což naznačuje postupně přítomnost jednoduché, dvojné a trojné vazby.
Reakce Diuhlík reaguje s acetonem a acetaldehydem za vzniku acetylenu, přičemž existují dvě varianty takové reakce:
Tripletové molekuly C2 reagují radikálovým mechanismem, meziproduktem je ethylenový radikál. Singletové molekuly C2 reagují vnitromolekulárním neradikálovým mechanismem, v němž se odštěpí dva vodíkové atomy od jedné molekuly; meziproduktem je zde singletový vinyliden. Odštěpení vodíků je obvykle typu 1,1 i typu 1,2 – záleží na pozicích na molekule, ze které se vodíkové atomy odštěpí; v závislosti na prostorovém uspořádání částic při srážkách jsou možné i jiné typy. Singletový C2 rovněž reaguje s alkeny, přičemž je acetylen hlavním produktem, ovšem k připojení C2 dochází na místě vazeb C-H. C2 2,5krát pravděpodobněji vstupuje do methylové než do methylenové skupiny.
Reference
Kategorie:Formy uhlíku