一氧化三氫
外觀
一氧化三氫 | |
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別名 | Trihydrogen monoxide, trihydrogenoxygen |
識別 | |
CAS號 | |
SMILES |
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性質 | |
化學式 | H3O |
摩爾質量 | 19.02 g·mol−1 |
相關物質 | |
相關化學品 | 水、 |
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。 |
一氧化三氫(英語:Trihydrogen oxide)是一種理論預測得到的無機化合物,化學式為H
3O[1][2]。其作為一種假想的化合物分子,是不穩定多氧化氫類化合物中的一種。據預測,該化合物可能在天王星和海王星的核心周圍形成一層薄薄的金屬液體,並構成該天體磁場來源[3]。計算表明,在這些行星的深層內部條件下, H3O在固態、超離子態和流體金屬狀下都很穩定。
合成
[編輯]截至2023年,H3O尚未在實驗中觀測到,但通過CALYPSO法進行理論計算可以預製其存在[4]。計算表明,H3O在450-600 GPa壓力範圍內可穩定存在,並可通過下列反應得到:
- 2H
2O + H
2 → 2H
3O
- 2H
物理性質
[編輯]此化合物組成不是嚴格意義上的單個H3O分子,相反,每個氧原子通過共價鍵僅與兩個氫原子相連形成一個水分子,並且在水分子網絡的空隙中插入了一個H2分子。因此從結構上來看其分子式為2(H
2O) · H
2[5]。
在600 GPa和7000 K下,其預估密度為4.3 g/cm3。以恆定密度條件下對不同溫度進行分子動力學模擬顯示出一下性質[5]:
天王星和海王星磁場構成
[編輯]天王星和海王星的磁場很特殊,磁場為非雙極磁場且非軸對稱。如果磁場是由足夠薄的導電層在發電機理論模型下產生的,那這一事實可以得到解釋。然而這兩種行星的磁場起源仍然存在疑惑,因為這兩種行星核可能為堅硬固體,而厚厚的冰層導電性太差,無法產生這種效應[6][7][8]。
參考文獻
[編輯]- ^ Stuart, Sam. Nomenclature of Inorganic Chemistry: Inorganic Chemistry Division Commission on Nomenclature of Inorganic Chemistry. Elsevier. 11 September 2013 [17 May 2023]. ISBN 978-1-4832-8447-7 (英語).
- ^ Steinberg, Paul. A Salamander's Tale: My Story of Regeneration?Surviving 30 Years with Prostate Cancer. Simon & Schuster. 21 April 2015 [17 May 2023]. ISBN 978-1-63220-953-5 (英語).
- ^ Krämer, Katrina. Metallic trihydrogen oxide could explain ice giants' strange magnetic fields. Chemistry World. 9 March 2020 [17 May 2023] (英語).
- ^ Wang, Yanchao; Lv, Jian; Zhu, Li; Ma, Yanming. CALYPSO: A method for crystal structure prediction. Computer Physics Communications. 1 October 2012, 183 (10): 2063–2070 [17 May 2023]. Bibcode:2012CoPhC.183.2063W. ISSN 0010-4655. S2CID 44427602. arXiv:1205.2264 . doi:10.1016/j.cpc.2012.05.008 (英語).
- ^ 5.0 5.1 Huang, Peihao; Liu, Hanyu; Lv, Jian; Li, Quan; Long, Chunhong; Wang, Yanchao; Chen, Changfeng; Ma, Yanming. Metallic liquid H3O in a thin-shell zone inside Uranus and Neptune. 16 August 2019. arXiv:1908.05821 [physics.comp-ph].
- ^ Stanley, Sabine; Bloxham, Jeremy. Convective-region geometry as the cause of Uranus' and Neptune's unusual magnetic fields. Nature. March 2004, 428 (6979): 151–153 [17 May 2023]. Bibcode:2004Natur.428..151S. ISSN 1476-4687. PMID 15014493. S2CID 33352017. doi:10.1038/nature02376 (英語).
- ^ Stanley, Sabine; Bloxham, Jeremy. Numerical dynamo models of Uranus' and Neptune's magnetic fields. Icarus. 1 October 2006, 184 (2): 556–572 [17 May 2023]. Bibcode:2006Icar..184..556S. ISSN 0019-1035. doi:10.1016/j.icarus.2006.05.005 (英語).
- ^ 何宇,Duck Young Kim,Chris J.Pickard,; Richard J.Needs,胡清揚,毛河光. 高温高压下水合矿物超离子态氢的第一性原理研究. 中國礦物岩石地球化學學會第17屆學術年會. 杭州. 2019-04-19.