Cyanomethylidin-Radikal

(Originalartikel unter https://www.astrochymist.org)

Das reaktive Cyanomethylidin-Radikal (CCN) wurde, wie 2014 berichtet, von Anderson & Ziurys in der kohlenstoff-reichen Quelle IRC +10216 entdeckt. CCN ist ein Molekül mit offener Schale mit einem ungepaarten Elektron, das in seinem Rotationsspektrum zu doppelten Linien, bekannt als Dupletts, führt. Drei Linienpaare wurden mit den beiden ARO-Teleskopen entdeckt: dem 12-m-Teleskop am Kitt Peak National Observatory und dem Submillimeter-Teleskop am Mount Graham International Observatory. Die Entdeckung basierte auf neuen Rotationsdaten für das Molekül, die von der Gruppe um Ziurys veröffentlicht wurden. Die Verwendung extrapolierter Daten könnte der Grund für eine frühere erfolglose Suche nach CCN in IRC +10216 durch Fuchs et al. gewesen sein.

Das Cyanomethylidin-Radikal war Gegenstand zahlreicher Studien über seine Spektren und seiner Reaktivität, die für die Astrochemie wichtig ist. Volosatova et al. untersuchten die mögliche Bildung von CCN durch Bestrahlung von Aceto-nitril (Methylcyanid). Reaktionen von CCN mit unterschiedlichen Atomen und Molekülen sind beschrieben worden : mit H (Loison & Hickson), mit N (Stubbing et al.), mit H2S (Dong et al.), mit H2S, PH3 und HCl (Wang et al.), mit Methan (Wang et al.), mit verschiedenen Alkoholen (Zhu et al.) und mit verschiedenen Alkanen (Zhu et al.). Das Rotations-Vibrationssspektrum von CCN wurde von Hill et al. vorhergesagt, während dessen Renner-Teller-Auf-spaltung sowohl von Muzangwa & Reid als auch von Coudert et al. untersucht wurde. Chefai et al. charakteri-sierten die Kollisionsanregung von CCN durch He sowie den Einfluß von He auf die Fein- und Hyperfeinanre-gung.

Während die Bindung im CCN-Radikal als Einfachbindung zwischen den beiden C-Atomen und als Dreifachbindung zwischen den C- und N-Atomen angesehen werden kann, können die Elektronen auch zu zwei Doppelbindungen ge-koppelt werden, wie in den Orbitalkopplungsdiagrammen in der Abbildung unten dargestellt. Das Vorhandensein einer zweiten Resonanzkonfiguration bedeutet, daß an beiden endständigen Atomen ungepaarte Elektronen vorhanden sind, wie in dem hier gezeigten Orbitalbild dargestellt. Während der größte Teil des ungepaarten Elektron-Charakters auf das endständige C-Atom entfällt, hat auch das N-Atom den ungepaarten Elektron-Charakter. Beide endständigen Atome können kovalente Bindungen bilden und ergeben HCCN beziehungsweise CCNH.