Введение

4-атомная аллотропная модификация кислорода. Молекула тетраоксигена (O4), также известная как оксозон, является аллотропной модификацией кислорода, состоящей из четырех атомов кислорода.

История

Тетрокись кислорода впервые была предсказана в 1924 году Гилбертом Н. Льюисом, который предложил её в качестве объяснения отклонения жидкого кислорода от закона Кюри. Хотя это не совсем неверно, компьютерное моделирование показывает, что, несмотря на отсутствие стабильных молекул O4 в жидком кислороде, молекулы O2 склонны объединяться в пары с антипараллельными спинами, формируя мимолетные структуры O4. В 1999 году исследователи предполагали, что твердый кислород в ε-фазе, также известный как красный кислород (при давлении выше 10 ГПа), имеет состав O4. Однако в 2006 году рентгеноструктурный анализ показал, что эта стабильная фаза на самом деле является октаоксигеном. Тем не менее, положительно заряженная тетраоксидная частица была обнаружена как кратковременный химический вид в экспериментах по масс-спектрометрии.

Структура

Теоретические расчеты предсказали существование метастабильных молекул O4 с двумя различными формами: "скрученного" квадрата, подобного циклобутану или S4, и "ветряной мельницы" с тремя атомами кислорода, окружающими центральный атом в тригонально-плоской конфигурации, подобной трифториду бора или триоксиду серы. Ранее было указано, что молекула O4 в форме "ветряной мельницы" должна быть естественным продолжением изоэлектронного ряда BO33-, CO32-, NO3 и аналогична SO3; это наблюдение послужило основой для упомянутых теоретических расчетов. Теоретические структуры метастабильного O4. Структура D2d Структура D3h.

В 2001 году группа исследователей из Римского университета La Sapienza провела эксперимент по нейтрализации-реионизации с использованием масс-спектрометрии для изучения структуры свободных молекул O4.