Lista de moléculas interestelares e circunstelares - List of interstellar and circumstellar molecules
Esta é uma lista de moléculas que foram detectadas no meio interestelar e nos envelopes circunstelares , agrupadas pelo número de átomos componentes . A fórmula química é listada para cada composto detectado, junto com qualquer forma ionizada que também tenha sido observada.
Fundo
As moléculas listadas abaixo foram detectadas por espectroscopia astronômica . Suas características espectrais surgem porque as moléculas absorvem ou emitem um fóton de luz quando fazem a transição entre dois níveis de energia molecular . A energia (e, portanto, o comprimento de onda ) do fóton corresponde à diferença de energia entre os níveis envolvidos. As transições eletrônicas moleculares ocorrem quando um dos elétrons da molécula se move entre os orbitais moleculares , produzindo uma linha espectral nas partes ultravioleta , óptica ou infravermelho próximo do espectro eletromagnético . Alternativamente, uma transição vibracional transfere quanta de energia para (ou de) vibrações de ligações moleculares , produzindo assinaturas no infravermelho médio ou distante . As moléculas de fase gasosa também têm níveis rotacionais quantizados , levando a transições em comprimentos de onda de microondas ou rádio .
Às vezes, uma transição pode envolver mais de um desses tipos de nível de energia, por exemplo , a espectroscopia ro-vibracional altera os níveis de energia rotacional e vibracional. Ocasionalmente, todos os três ocorrem juntos, como na banda Phillips de C 2 ( carbono diatômico ), em que uma transição eletrônica produz uma linha no infravermelho próximo, que é então dividida em várias bandas vibrônicas por uma mudança simultânea no nível vibracional, que por sua vez, são divididos novamente em ramos rotativos .
O espectro de uma determinada molécula é governado pelas regras de seleção da química quântica e da simetria molecular . Algumas moléculas têm espectros simples que são fáceis de identificar, enquanto outras (até mesmo algumas moléculas pequenas) têm espectros extremamente complexos com fluxo espalhado entre muitas linhas diferentes, tornando-os muito mais difíceis de detectar. As interações entre os núcleos atômicos e os elétrons às vezes causam uma estrutura hiperfina das linhas espectrais. Se a molécula existe em vários isotopólogos (versões contendo diferentes isótopos atômicos ), o espectro é ainda mais complicado por mudanças de isótopos .
A detecção de uma nova molécula interestelar ou circunstelar requer a identificação de um objeto astronômico adequado onde é provável que esteja presente e, em seguida, observá-lo com um telescópio equipado com um espectrógrafo trabalhando no comprimento de onda, resolução espectral e sensibilidade exigidos . A primeira molécula detectada no meio interestelar foi o radical metilidino (CH • ) em 1937, por meio de sua forte transição eletrônica a 4300 angstroms (no óptico). Os avanços na instrumentação astronômica levaram a um número crescente de novas detecções. A partir da década de 1950, a radioastronomia começou a dominar novas detecções, com a astronomia submm também se tornando importante a partir da década de 1990.
O inventário de moléculas detectadas é altamente inclinado para certos tipos que são mais fáceis de detectar, por exemplo, a radioastronomia é mais sensível a pequenas moléculas lineares com um dipolo de alto peso molecular . A molécula mais comum no Universo, H 2 ( hidrogênio molecular ) é completamente invisível para radiotelescópios porque não tem dipolo; suas transições eletrônicas são muito enérgicas para os telescópios ópticos, então a detecção de H 2 exigiu observações ultravioleta com um foguete de sondagem . As linhas vibracionais geralmente não são específicas de uma molécula individual, permitindo que apenas a classe geral seja identificada. Por exemplo, os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (PAHs) são conhecidos por serem comuns no espaço devido às suas linhas vibracionais, amplamente observadas no infravermelho médio, mas não foi possível identificar exatamente quais moléculas são responsáveis.
Uma das fontes mais ricas para detectar moléculas interestelares é Sagittarius B2 (Sgr B2), uma nuvem molecular gigante próxima ao centro da Via Láctea . Cerca de metade das moléculas listadas abaixo foram encontradas pela primeira vez em Sgr B2, e muitas das outras foram posteriormente detectadas lá. Uma fonte rica de moléculas circunstelares é CW Leonis (também conhecido como IRC +10216), uma estrela de carbono próxima , onde cerca de 50 moléculas foram identificadas. Não há uma fronteira clara entre a mídia interestelar e a circunstelar, portanto, ambas estão incluídas nas tabelas abaixo.
A disciplina de astroquímica inclui a compreensão de como essas moléculas se formam e a explicação de suas abundâncias. A densidade extremamente baixa do meio interestelar não é propícia à formação de moléculas, tornando as reações convencionais de fase gasosa entre espécies neutras (átomos ou moléculas) ineficientes. Muitas regiões também têm temperaturas muito baixas (normalmente 10 kelvin dentro de uma nuvem molecular), reduzindo ainda mais as taxas de reação, ou campos de alta radiação ultravioleta, que destroem moléculas por meio da fotoquímica . Explicar as abundâncias observadas de moléculas interestelares requer o cálculo do equilíbrio entre as taxas de formação e destruição usando química de íons de fase gasosa (muitas vezes impulsionada por raios cósmicos ), química de superfície na poeira cósmica , transferência radiativa incluindo extinção interestelar e redes de reação sofisticadas .
Moléculas
As tabelas a seguir listam moléculas que foram detectadas no meio interestelar ou matéria circunstelar, agrupadas pelo número de átomos componentes . Moléculas neutras e seus íons moleculares são listados em colunas separadas; se não houver entrada na coluna da molécula, apenas a forma ionizada foi detectada. As designações (nomes de moléculas) são aquelas usadas na literatura científica que descrevem a detecção; se nenhum for fornecido, o campo ficará vazio. A massa é listada em unidades de massa atômica . As moléculas deuteradas , que contêm pelo menos um átomo de deutério ( 2 H), têm massas ligeiramente diferentes e são listadas em uma tabela separada. O número total de espécies únicas, incluindo estados de ionização distintos, é indicado em cada cabeçalho de seção.
A maioria das moléculas detectadas até agora são orgânicas . A única molécula inorgânica detectada com cinco ou mais átomos é SiH 4 . Todas as moléculas maiores do que isso têm pelo menos um átomo de carbono, sem ligações N − N ou O − O.
Diatômica (43)
Triatômico (44)
Quatro átomos (29)
Molécula | Designação | Massa | Íons |
---|---|---|---|
CH 3 | Radical de metila | 15 | - |
l -C 3 H | Propinilidino | 37 | l -C 3 H + |
c -C 3 H | Ciclopropinilidino | 37 | - |
C 3 N | Cianoetinil | 50 | C 3 N - |
C 3 O | Monóxido de tricarbono | 52 | - |
C 3 S | Sulfeto de tricarbono | 68 | - |
- | Hydronium | 19 | H 3 O + |
C 2 H 2 | Acetileno | 26 | - |
H 2 CN | Metileno amidogênio | 28 | H 2 CN + |
H 2 CO | Formaldeído | 30 | - |
H 2 CS | Tioformaldeído | 46 | - |
HCCN | - | 39 | - |
HCCO | Cetenil | 41 | - |
- | Cianeto de hidrogênio protonado | 28 | HCNH + |
- | Dióxido de carbono protonado | 45 | HOCO + |
HCNO | Ácido fulmínico | 43 | - |
HOCN | Ácido cianídrico | 43 | - |
CNCN | Isocianogênio | 52 | - |
HOOH | Peróxido de hidrogênio | 34 | - |
HNCO | Ácido isociânico | 43 | - |
HNCN | Radical cianomidil | 41 | - |
HNCS | Ácido isotiociânico | 59 | - |
NH 3 | Amônia | 17 | - |
HSCN | Ácido tiociânico | 59 | - |
SiC 3 | Tricarbeto de silício | 64 | - |
HMgNC | Isocianeto de hidromagnésio | 51,3 | - |
HNO 2 | Ácido nitroso | 47 | - |
Cinco átomos (20)
Molécula | Designação | Massa | Íons |
---|---|---|---|
- | Íon amônio | 18 |
NH+ 4 |
CH 4 | Metano | 16 | - |
CH 3 O | Radical metoxi | 31 | - |
c -C 3 H 2 | Ciclopropenilideno | 38 | - |
l -H 2 C 3 | Propadienilideno | 38 | - |
H 2 CCN | Cianometil | 40 | - |
H 2 C 2 O | Ceteno | 42 | - |
H 2 CNH | Metilenimina | 29 | - |
HNCNH | Carbodiimida | 42 | - |
- | Formaldeído protonado | 31 | H 2 COH + |
C 4 H | Butadiynyl | 49 | C 4 H - |
HC 3 N | Cianoacetileno | 51 | - |
HCC-NC | Isocianoacetileno | 51 | - |
HCOOH | Ácido fórmico | 46 | - |
NH 2 CN | Cianamida | 42 | - |
NH 2 OH | Hidroxilamina | 37 | - |
- | Cianogênio protonado | 53 | NCCNH + |
HC (O) CN | Cianoformaldeído | 55 | - |
C 5 | Linear C 5 | 60 | - |
SiC 4 | Aglomerado de carboneto de silício | 92 | - |
SiH 4 | Silane | 32 | - |
Seis átomos (16)
Molécula | Designação | Massa | Íons |
---|---|---|---|
c -H 2 C 3 O | Ciclopropenona | 54 | - |
E-HNCHCN | E- cianometanimina | 54 | - |
C 2 H 4 | Etileno | 28 | - |
CH 3 CN | Acetonitrila | 40 | - |
CH 3 NC | Isocianeto de metila | 40 | - |
CH 3 OH | Metanol | 32 | - |
CH 3 SH | Metanotiol | 48 | - |
l -H 2 C 4 | Diacetileno | 50 | - |
- | Cianoacetileno protonado | 52 | HC 3 NH + |
HCONH 2 | Formamida | 44 | - |
C 5 H | Pentinilidino | 61 | - |
C 5 N | Radical cianobutadiinil | 74 | - |
HC 2 CHO | Propynal | 54 | - |
HC 4 N | - | 63 | - |
CH 2 CNH | Cetenimina | 40 | - |
C 5 S | - | 92 | - |
Sete átomos (13)
Molécula | Designação | Massa | Íons |
---|---|---|---|
c -C 2 H 4 O | Óxido de etileno | 44 | - |
CH 3 C 2 H | Metilacetileno | 40 | - |
H 3 CNH 2 | Metilamina | 31 | - |
CH 2 CHCN | Acrilonitrila | 53 | - |
H 2 CHCOH | Álcool vinilico | 44 | - |
C 6 H | Radical hexatrinil | 73 | C 6 H - |
HC 4 CN | Cianodiacetileno | 75 | - |
HC 4 NC | Isocianodiacetileno | 75 | - |
HC 5 O | - | 77 | - |
CH 3 CHO | Acetaldeído | 44 | - |
CH 3 NCO | Isocianato de metila | 57 | - |
HOCH 2 CN | Glicolonitrila | 57 | - |
Oito átomos (12)
Molécula | Designação | Massa |
---|---|---|
H 3 CC 2 CN | Metilcianoacetileno | 65 |
HC 3 H 2 CN | Cianeto de propargila | 65 |
H 2 COHCHO | Glicolaldeído | 60 |
HCOOCH 3 | Formato de metila | 60 |
CH 3 COOH | Ácido acético | 60 |
H 2 C 6 | Hexapentaenilideno | 74 |
CH 2 CHCHO | Propenal | 56 |
CH 2 CCHCN | Cianoaleno | 65 |
CH 3 CHNH | Etanimina | 43 |
C 7 H | Radical heptatrienil | 85 |
NH 2 CH 2 CN | Aminoacetonitrila | 56 |
(NH 2 ) 2 CO | Uréia | 60 |
Nove átomos (10)
Molécula | Designação | Massa | Íons |
---|---|---|---|
CH 3 C 4 H | Metildiacetileno | 64 | - |
CH 3 OCH 3 | Éter dimetil | 46 | - |
CH 3 CH 2 CN | Propionitrila | 55 | - |
CH 3 CONH 2 | Acetamida | 59 | - |
CH 3 CH 2 OH | Etanol | 46 | - |
C 8 H | Radical octatetrainil | 97 | C 8 H - |
HC 7 N | Cianohexatrina ou cianotriacetileno | 99 | - |
CH 3 CHCH 2 | Propileno (propeno) | 42 | - |
CH 3 CH 2 SH | Etil mercaptano | 62 | - |
CH 3 NHCHO | N-metilformamida |
Dez ou mais átomos (17)
Átomos | Molécula | Designação | Massa | Íons |
---|---|---|---|---|
10 | (CH 3 ) 2 CO | Acetona | 58 | - |
10 | (CH 2 OH) 2 | Etilenoglicol | 62 | - |
10 | CH 3 CH 2 CHO | Propanal | 58 | - |
10 | CH 3 OCH 2 OH | Metoximetanol | 62 | - |
10 | CH 3 C 5 N | Metilcianodiacetileno | 89 | - |
10 | CH 3 CHCH 2 O | Óxido de propileno | 58 | - |
11 | HC 8 CN | Cianotetraacetileno | 123 | - |
11 | C 2 H 5 OCHO | Formato de etila | 74 | - |
11 | CH 3 COOCH 3 | Acetato de metila | 74 | - |
11 | CH 3 C 6 H | Metiltriacetileno | 88 | - |
12 | C 6 H 6 | Benzeno | 78 | - |
12 | C 3 H 7 CN | cianeto de n- propil | 69 | - |
12 | (CH 3 ) 2 CHCN | cianeto de iso- propil | 69 | - |
13 | C 6H 5CN |
Benzonitrila | 104 | - |
13 | HC 10 CN | Cianopentaacetileno | 147 | - |
60 | C 60 | Buckminsterfullereno (C 60 fulereno) |
720 |
C+ 60 |
70 | C 70 | Fulereno C 70 | 840 | - |
Moléculas deuteradas (22)
Todas essas moléculas contêm um ou mais átomos de deutério , um isótopo mais pesado do hidrogênio .
Átomos | Molécula | Designação |
---|---|---|
2 | HD | Deutereto de hidrogênio |
3 | H 2 D + , HD+ 2 |
Cátion trihidrogênio |
3 | HDO, D 2 O | Água pesada |
3 | DCN | Cianeto de hidrogenio |
3 | DCO | Radical formil |
3 | DNC | Isocianeto de hidrogênio |
3 | N 2 D + | - |
3 | NHD, ND 2 | Amidogen |
4 | NH 2 D, NHD 2 , ND 3 | Amônia |
4 | HDCO, D 2 CO | Formaldeído |
4 | DNCO | Ácido isociânico |
5 | NH 3 D + | Íon amônio |
6 |
NH 2CDO ; NHDCHO |
Formamida |
7 | CH 2 DCCH, CH 3 CCD | Metilacetileno |
Não confirmado (12)
A evidência da existência das seguintes moléculas foi relatada na literatura científica, mas as detecções são descritas como provisórias pelos autores ou foram contestadas por outros pesquisadores. Eles aguardam confirmação independente.
Átomos | Molécula | Designação |
---|---|---|
2 | SiH | Sililidina |
4 | PH 3 | Fosfina |
4 | MgCCH | Monoacetileto de magnésio |
4 | NCCP | Cianofosfatina |
5 | H 2 NCO + | - |
4 | SiH 3 CN | Cianeto de silil |
10 | H 2 NCH 2 COOH | Glicina |
12 | CO (CH 2 OH) 2 | Diidroxiacetona |
12 | C 2 H 5 OCH 3 | Éter etilmetílico |
18 | C 10H+ 8 |
Cátion naftaleno |
24 | C 24 | Grafeno |
24 | C 14 H 10 | Antraceno |
26 | C 16 H 10 | Pyrene |
Veja também
Referências
Notas
links externos
- Woon, David E. (1 de outubro de 2010). "Interstellar and Circumstellar Molecules" . Página visitada em 2010-10-04 .
- "Moléculas no Espaço" . Universität zu Köln . Janeiro de 2019 . Obtido em 28/01/2019 .
- Dworkin, Jason P. (1 de fevereiro de 2007). "Interstellar Molecules" . Laboratório de gelo cósmico da NASA . Página visitada em 2010-12-23 .
- Wootten, Al (novembro de 2005). "As 129 moléculas interestelares e circunstelares relatadas" . Observatório Nacional de Radioastronomia . Página visitada em 2007-02-13 .
- Lovas, FJ; Dragoset, RA (fevereiro de 2004). "Frequências de repouso recomendadas pelo NIST para transições de microondas moleculares interestelares observadas, revisão de 2002" . Journal of Physical and Chemical Reference Data . 33 (1): 177. bibcode : 2004JPCRD..33..177L . doi : 10.1063 / 1.1633275 . Arquivado do original em 01/02/2013 . Página visitada em 2007-02-13 .