一酸化炭素：定義、構造、反応、役割[FULL]
化学式では、CO（一酸化炭素）は無色、無味、無臭のガスです。 これは、1つの酸素原子に共有結合した1つの原子で構成されます。 この結合には、酸素と炭素の間に2つの共有結合と1つの調整共有結合があります。
一酸化炭素は、通常、内燃機関で発生する炭素化合物の不完全燃焼から生成されます。 一酸化炭素は、燃焼過程で酸素が不足すると形成されます。 一酸化炭素は非常に可燃性であり、青い炎を生成し、二酸化炭素を生成します。 その有毒な性質にもかかわらず、COは多くの炭素化合物の前駆体であり、現代の技術において重要な役割を果たしています。
一酸化炭素ガスが健康に危険なのはなぜですか？
構造
CO分子の結合長は0.1128nmです。 形式電荷と電気陰性度の違いは互いに打ち消し合うため、双極子モーメントがあります。 酸素は電気陰性度が高いにもかかわらず、炭素原子に負極があり、小さい 大きい。 その理由は、最も占有されている分子軌道は炭素のp軌道よりもエネルギーが高いためです。つまり、炭素の近くの電子密度が高くなります。 さらに、炭素の電気陰性度が低いと拡散電子雲が生成され、それによって双極子モーメントが増加します。 これが、一酸化炭素を遅くする化学反応のほとんどが酸素原子ではなく炭素原子で起こる理由です。
産業、基礎化学、有機化学、主要クラス化学における基礎化学反応
産業用
一酸化炭素は、バルク化学物質の生産に多くの利点がある主要な産業ガスです。
アルケン、CO、およびH2のヒドロホルミル化により、比較的高い体積収率で多くのアルデヒドを生成できます。
メタノールは、COの水素化から生成されます。 関連する反応では、フィッシャー・トロプシュ法のように、COの水素化に続いてC-C結合が形成され、COが水素化されて液体炭化水素燃料になります。 この技術により、石炭をガソリンに変換することができます。
配位化学
ほとんどの金属は、一酸化炭素に共有結合する配位錯体を形成します。 より低い酸化状態を有する金属のみが一酸化炭素配位子と錯体を形成します。 これは、* CO分子軌道への金属dxz軌道の供与を容易にするのに十分な電子密度が必要なためです。 CO炭素原子上の孤立電子対は、電子密度を金属dx²-y²に提供し、シグマ結合を形成します。 ニッケルカルボニルでは、Ni（CO）4は、モンドプロセスのニッケル精製プロセスで使用される炭素の直接の組み合わせから形成されます。
有機化学とメインクラスの化学
強酸と強水の存在下で、一酸化炭素はオレフィンと反応してカルボン酸を形成します。これは、コッホハーフ反応として知られているプロセスです。 ガッターマン-コッホ反応では、A1C13とHClの存在下でアレーンがベンズアルデヒド誘導体に変換されます。 ブチルリチウムなどの有機金属化合物はCOと反応する可能性がありますが、この反応はめったに使用されません。
COは、カルバニオンだけでなくカルボカチオンとも反応しますが、金属触媒の介入なしでは、有機化合物に対して比較的反応しません。
大気中の一酸化炭素
一酸化炭素は汚染物質と考えられていますが、火山活動の副産物として大気中に長い間存在してきました。 マントル内の高圧で火山溶岩に溶解します。 火山ガス中の一酸化炭素含有量は、火山に応じて0.01％未満から最大2％まで変化します。 一酸化炭素の自然発生源は年ごとに異なるため、ガスの自然排出量を正確に計算することは非常に困難です。
一酸化炭素は汚染物質と考えられていますが、火山活動の産物として大気中に長い間存在してきました。 地球のマントル内の非常に高い圧力で火山溶岩に溶解します。 火山ガスの一酸化炭素含有量は、火山によって0.01％未満から2％まで変動します。 したがって、一酸化炭素の天然源は年ごとに異なります。
一酸化炭素は、メタンと対流圏オゾンの濃度を増加させることにより、間接的な放射強制効果をもたらします 他の大気成分（ヒドロキシルラジカルOH-など）との化学反応により、実際にメタンを除去し、 オゾン。 大気中の自然なプロセスにより、一酸化炭素は最終的に二酸化炭素に酸化されます。 一酸化炭素濃度は大気中での持続時間が短い。
生理学と食品における役割
一酸化炭素は、米国の包装システムで使用されており、一部の新鮮な肉製品、つまり水牛や豚肉に使用されています。 COはミオグロビンと結合して、チェリーレッド色の明るい色素であるカルボキシミオグロビンを形成します。 カルボキシミオグロビンは、酸素化された形態のミオグロビンであるオキシミオグロビンよりも安定しており、酸化されて茶色の色素であるメトミオグロビンになります。 この安定した赤色が長持ちし、みずみずしさを感じさせます。 使用されたCOレベルは0.4％から0.5％の範囲でした。
この技術は、二次包装システムで使用するために、2002年にFDAによって「一般に安全と認められた」ステータスを最初に付与されました。 2004年、FDAは、一次包装方法にCOを使用することを承認し、COは悪臭をマスクしないと述べました。 しかし、COが食品の悪臭を隠すのではないかという懸念から、この技術は米国ではまだ物議を醸しています。
これがの説明です 一酸化炭素：生理学と食品における定義、構造、反応、および役割 教師教育のすべての読者に役立つことを願っています。 com