A hidrogén-izocianid szervetlen vegyület, képlete HNC. A hidrogén-cianid (HCN) tautomerje. Asztrokémiai fontosságát a csillagközi térben való gyakorisága okozza.
Nevezéktan A hidrogén-izocianid és az azanilidíniummetanid is a HNC helyes neve. Nincs preferált név. A második név a szubsztitutív nevezéktannak felel meg, és az azán () és a metanid () nevekből származik.Az ilidin szuffixum az azániumnál () 3-mal kevesebb hidrogénre utal. Vö. Jellemzők A hidrogén-izocianid (HNC) lineáris háromatomos molekula C∞v pontcsoport-szimmetriával. Ikerionos vegyület, és a hidrogén-cianid (HCN) tautomerje. A HNC és a HCN dipólusmomentuma hasonló: E nagy dipólusmomentum miatt könnyen észlelhetők e molekulák a csillagközi térben.
HNC–HCN tautoméria Mivel a HNC energiája a HCN-nél 3920 cm−1-nel (46,9 kJ/mol) nagyobb, ez alapján az egyensúlyi arány lenne 100 K alatt. Azonban megfigyelések szerint sokkal nagyobb 10−25-nél – hideg környezetben akár 1 közelében is lehet. Ez azért van, mert a tautomerizáció aktivációs energiája közel cm−1, mely a HNC semleges-semleges reakciók általi megsemmisítését okozó hőmérsékletet jelent.
Spektrum A gyakorlatban a HNC gyakran a mintegy 90,66 GHz-en történő átmenettel figyelhető meg. Ez a rádiósávhoz tartozik, így a HNC igen egyszerűen megfigyelhető. Sok hasonló molekula, például a HCN is nagyjából e sávban figyelhető meg. Jelentősége a csillagközi térben A HNC számos más fontos anyag keletkezéséhez és bomlásához kapcsolódik a HCN-en, a protonált hidrogén-cianidon () és a cianidon kívül. A HNC számos más vegyület mennyiségéhez is kapcsolódik. Így a HNC megértése számos más vegyület megértéséhez vezet – a HNC fontos a csillagközi kémiában.
Ezenkívül a HNC és a HCN gyakori nyomjelző a molekuláris felhőkben. A gravitációs összeomlás vizsgálatára való használhatóság mellett a HNC-mennyiséggel (más nitrogéntartalmú molekulákhoz képest) a presztelláris magok állapota is meghatározható.
A /HNC arány gázsűrűségmérésre is használható. Ez az (ultra)fényes infravörös galaxisok ((U)LIRG) keletkezésének megismerését is lehetővé teszi, mivel a környezetről, a csillagkeletkezésről és a fekete lyukak működéséről is információt ad. Ezenkívül a HNC/HCN arány lehetővé teszi foto- és röntgendisszociációs régiók megkülönböztetését: előbbiben [HNC]/[HCN] nagyjából 1, utóbbiban 1-nél nagyobb.
A HNC tanulmányozása viszonylag egyszerű. Azon kívül, hogy a átmenete az atmoszférikus sávban van, valamint számos izotopomerje és nagy dipólusmomentuma van, a HNC egyszerű molekula. Így a létrejöttét és bomlását okozó reakció-útvonalak tanulmányozása az űrbéli reakciók megismerésének jó módszere. Ezenkívül a HNC–HCN tautomerizáció összetettebb izomerizációk modellje is.
A csillagközi térben A HNC elsősorban sűrű molekuláris felhőkben található, de gyakori a csillagközi térben. Gyakorisága más nitrogénvegyületek gyakoriságához kapcsolódik. A HNC elsősorban és disszociatív rekombinációjával keletkezik, illetve és ionokkal való ion-semleges reakciókkal bomlik. A sebességszámítások 3,16 évnél (korai univerzum) és 20 K-en (a sűrű molekulafelhők jellemző hőmérséklete) történtek.
Keletkezés1. reagens2. reagens1. termék2. termékSebességi állandóSebesség/[]2Relatív sebesség e− HNC H 9,504,763,4e− HNC H 1,801,391,0 Bomlás 1. reagens2. reagens1. termék2. termékSebességi állandóSebesség/[]2Relatív sebesség HNC 8,101,261,7HNCH3,107,481,0 E 4 reakció csak a 4 legjellemzőbb, így a 4 legjelentősebb HNC-mennyiségek kialakulásában – több tucat további reakció vesz részt a HNC keletkezésében és bomlásában. Bár e reakciók elsősorban protonált molekulákat adnak, a HNC számos más nitrogéntartalmú molekula, például az és a CN mennyiségéhez is kapcsolódik. A HNC mennyisége szorosan kötődik a HCN-éhez, és a kettő környezettől függő arányban létezik, mivel a HNC-t létrehozó reakciók a körülményektől függően HCN-t is létrehozhatnak, illetve a két molekula egymásba át tud alakulni.
Észlelés A HCN-t (nem a HNC-t) először L. E. Snyder és D. Buhl észlelték a National Radio Astronomy Observatory 11 m-es rádióteleszkópjával. A fő izotopomert (H) átmenete révén észlelték 88,6 GHz-en 6 különböző forrásból (W3 (OH), Orion A, Sgr A (NH3A), W49, W51, DR 21 (OH)). Egy másik izotopomert, a H-t 86,3 GHz-en történő átmenete révén észlelték az Orion A-ban és a Sgr A (NH3A)-ban. Az extragalaktikus HCN-t 1988-ban az IRAM 30-m révén észlelték C. Henkel és társai a spanyolországi Pico de Veletán az IC 342-nél 90,7 GHz-en lévő átmenete révén.
Számos észlelés történt a [HNC]/[HCN] arányának hőmérsékletfüggésének megerősítésekor. A hőmérséklet és a koncentrációarány összekapcsolása lehetővé teszi az arány spektroszkópiai észlelését, így az anyag környezetének megismerését is. A HNC és HCN eltérő izotopomerjeinek gyakoriságaránya az OMC-1-en a melegebb és hidegebb részek közt több mint egy nagyságrenddel eltér. 1992-ben a HNC, HCN és ezek deutériumos megfelelői OMC-1-nél lévő koncentrációit Schilke és társai megmérték, megerősítve a koncentrációarány hőmérsékletfüggését. A W 3 molekulafelhő 1997-es felmérése több mint 14 molekula több mint 24 izotopomerjét mutatta ki, például a HNC-t, a HN-t és a HC-t. Ez megerősítette a koncentrációarányt, ez azonban az izotopomerek arányát is megerősítette.
Ezek nem az egyetlen HNC-észlelések a csillagközi térben. 1997-ben HNC-t észleltek a TMC-1-en, ahol -hoz viszonyított koncentrációaránya állandónak bizonyult – így feltehetően a HNC a -ból származik. Egy 2006-os észlelés a HNC-megfigyelés gyakorlati hasznát mutatta be, ahol számos nitrogénvegyületet (például HN és HC) használtak a Cha-MMS1 presztelláris mag állapotának meghatározására a koncentrációarány alapján.
2014. augusztus 11-én hasonló kutatások jelentek meg az Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) első használatakor, melyek a HCN, a HNC, a és a por arányát mutatták be a Lemmon és az ISON üstökösök kómáiban. Megjegyzések
Hivatkozások
Források Hydrogen isocyanide on NIST Chemistry WebBook
Kategória:Szervetlen hidrogénvegyületek Kategória:Szervetlen szénvegyületek Kategória:Szervetlen nitrogénvegyületek