三氧化二氫

三氧化二氫也稱為“過三氧化氫”，一種氧化物，化學式為“H₂O₃”或“HOOOH”，是氫元素的氧化物，有魚腥味，易揮發，不穩定。其能自發地分解為水與單線態氧，室溫下有機溶劑中的H₂O₃的半衰期約為16min，而H₂O₃在水中的半衰期只有幾毫秒。

基本介紹

• 中文名：三氧化二氫
• 別稱：過三氧化氫
• 化學式：H2O3或HOOOH
• 分子量：50
• 外觀：常溫下為無色至微紫色液體
• 氣味：有魚腥味
• 揮發性：易揮發
• 化學性質：不穩定

簡介

H2O3

上述反應的逆反應（向水分子中插入單線態氧原子）一般情況下由於單線態氧原子不足而速率小於正反應速率。

理論研究表明，有順式和反式共兩種異構體，其中反式異構體比順式異構體更穩定。二階全活化空間微擾理論（complete active space perturbation theory of second order，CASPT2）預測結果顯示，在單激發態中，順式三氧化二氫壽命最長的激發態為21A"，躍遷能為167.43nm，壽命為1.44×10∧-5s；而反式三氧化二氫壽命最長的激發態為21A，其躍遷能為165.52nm，壽命為2.07×10∧-5s。

也就是說，這種物質極易分解，即使是剛製備好的三氧化二氫，沒多久就消失在水中了。

製備

三氧化二氫可由O₃和H₂O₂的反應或水的電解少量製備。用以上兩種反應製得的過H₂O₃的量雖然較少，但已可檢測出其存在。

若需獲得大量H₂O₃，則要利用有機還原劑（例如氫化偶氮苯）在有機溶劑中低溫還原O₃，H₂O₃也能在有機過三氧化氫分解時產生（ROOOH）。

O₃與H₂O₂反應（過臭氧化）的過程也被稱為“過臭氧過程”（Peroxone process）。而O₃與H₂O₂的混合物曾被用作含有各種有機化合物的地下水的處理劑。上述反應也能產生H₂O₅及一些環狀化合物。

結構

光譜學分析已指出三氧化二氫分子具有曲折的結構（H-O-O-O-H），具有C2對稱性，其中，H₂O₃O-O鍵的鍵長約為142.8pm，略短於H2O3中的146.4pm。O-H鍵的鍵長為96.6pm，H-O-O鍵角為101.9°，O-O-O鍵角為106.8°，H-O-O-O二面角為81.2°。

H₂O₃還可能以多種二聚體及三聚體的形式存在。

三氧化二氫結構

酸性

H₂O₃是一種弱電解質，其酸性比H₂O₂略強，在溶液中可電離產生H+和OOOH-。

反應

其能自發地分解為水與單線態氧。室溫下有機溶劑中的H₂O₃的半衰期約為16min，而H₂O₃在水中的半衰期只有幾毫秒。

三氧化二氫的分解

三氧化二氫能與有機硫化物反應生成亞碸，但現在對這類反應的了解仍不多。

存在形式

由於在生命系統中H₂O₃像臭氧/過氧化氫混合物一樣，也能由人體內的抗體能產生，並利用其強氧化性對抗入侵的細菌等病原體。所以新近的研究認為H₂O₃是上述混合物中起抗菌作用的活性物質。生命系統中H₂O₃由免疫細胞產生的單線態氧和水反應獲得（該化學反應的方向視各物質的濃度而定）。

2005年，H₂O₃被利用微波光譜學在超音速客機中發現，其分子呈現反式構象（trans conformation），其中的O-O鍵短於H₂O₂中的O-O鍵。

計算化學方面的預測表明還可能有包含更多氧原子的鏈狀分子（或過多氧化氫）存在，在低溫氣體中，甚至連具有無數個氧原子的鏈也可能存在。

在該證據支持下，一項對星際物質中的這類物質的尋找可能將會展開。