Formation of a long-lived cyclic isomer of ethylenedione.
Formation of a long-lived cyclic isomer of ethylenedione.
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乙二酮长寿命环状异构体的形成
DOI：
10.1039/c9cp01616c
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Th. Henning
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
S. A. Krasnokutski;O. Tkachenko;C. Jäger;Th. Henning
一个世纪以来，对中性乙二酮分子的识别尝试均未成功，结合量子化学计算的结果，得出了该分子不稳定的结论。在这篇文章中，我们证明了虽然具有线性几何形状的乙二酮的最低能量异构体确实不稳定，但更高能量的三元环状异构体可以稳定，并且在低温下具有超过一毫秒的寿命。在我们的研究中，乙二酮C2O2分子是通过液氦纳米液滴内的低温反应CO2 + C → C2O2合成的。为了研究该反应，应用了新开发的量热技术。单对反应物被纳入温度为 0.37 K 的微小氦滴中。反应能量转移到液氦中，从而稳定中间气相反应产物。能量转移还导致氦原子蒸发。因此，氦液滴尺寸的变化可以实现分子尺度上的精确量热。
A century of unsuccessful attempts to identify the neutral ethylenedione molecule combined with the results of quantum-chemical computations resulted in the conclusion on the instability of this molecule. In this article, we demonstrate that although the lowest energy isomer of ethylenedione with linear geometry is indeed unstable, a higher energy three-membered cyclic isomer can be stabilized, and at low temperature has a life-time longer than one millisecond. In our study, the ethylenedione C2O2 molecule was synthesized in the low-temperature reaction CO2 + C → C2O2 inside liquid helium nanodroplets. To study the reaction, a newly developed calorimetric technique was applied. Single pairs of reactants were incorporated into tiny helium droplets having a temperature of 0.37 K. The reaction energy was transferred to liquid helium stabilizing an intermediate gas-phase reaction product. The energy transfer also resulted in the evaporation of helium atoms. Therefore, the change of the helium droplets’ size allowed precise calorimetry on a molecular scale.
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