The carbon chain cations, HC2nO+ (n=3−6) are produced via a pulsed laser vaporization supersonic expansion ion source in the gas phase. Their infrared spectra are measured via mass-selected infrared photodissociation spectroscopy of the CO “tagged” [HC2nO·CO]+ cation complexes in 1600–3500 cm−1 frequency range. The geometric and electronic structures of the [HC2nO·CO]+ complexes and the core HC2nO+ (n=3−6) cations are determined with the aid of density functional theory calculations. These HC2nO+(n=3−6) ions are identified to be linear carbon chain derivatives terminally capped by hydrogen and oxygen. The triplet ground states are 10−15 kcal/mol lower in energy than the singlet states, indicating cumulene-like carbon chain structures.
References
[1]
P.
Thaddeus
and M. C.
McCarthy
, Spectrochim. Acta A
57
, 757
(2001
).[2]
P.
Botschwina
, Phys. Chem. Chem. Phys.
5
, 3337
(2003
).[3]
H. E.
Matthews
, W. M.
Irvine
, P.
Friberg
, R. D.
Brown
, and P. D.
Godfrey
, Nature
310
, 125
(1984
).[4]
N.
Sakai
, T.
Sakai
, T.
Hirota
, and S.
Yamamoto
, Astrophys. J.
672
, 371
(2008
).[5]
M.
Agundez
, J.
Cernicharo
, and M.
Guelin
, Astron. Astrophys.
577
, L5
(2015
).[6]
B. A.
McGuire
, A. M.
Burkhardt
, C. N.
Shingledecker
, S. V.
Kalenskii
, E.
Herbst
, A. J.
Remijan
, and M. C.
McCarthy
, Astrophys. J. Lett.
842
, L28
(2017
).[7]
M. A.
Cordiner
, S. B.
Charnley
, Z.
Kisiel
, B. A.
McGuire
, and Y. J.
Kuan
, Astrophys. J. Lett.
850
, L187
(2017
).[8]
J. D.
Bittner
, and J. B.
Howard
, Proc. 19th Int. Symp. Combust
, Haifa, Isreal
: Elsevier
, 19
, 1
(1982
).[9]
D. L.
Baulch
, C. T.
Bowman
, C. J.
Cobos
, R. A.
Cox
, T.
Just
, J. A.
Kerr
, M. J.
Pilling
, D.
Stocker
, J.
Troe
, W.
Tsang
, R. W.
Walker
, and J.
Warnatz
, J. Phys. Chem. Ref. Data
34
, 757
(2005
).[10]
S. J.
Blanksby
and J. H.
Bowie
, Mass Spectrom. Rev.
18
, 131
(1999
).[11]
M. C.
McCarthy
and P.
Thaddeus
, Chem. Soc. Rev.
30
, 177
(2001
).[12]
R.
Nagarajan
and J. P.
Maier
, Int. Rev. Phys. Chem.
29
, 521
(2010
).[13]
M. A.
Duncan
, J. Phys. Chem. A
116
, 11477
(2012
).[14]
C. A.
Rice
and J. P.
Maier
, J. Phys. Chem. A
117
, 5559
(2013
).[15]
I. C.
Bowater
, J. M.
Brown
, and A.
Carrington
, Proc. R. Soc. London, Ser. A
333
, 265
(1973
).[16]
Y.
Endo
and E.
Hirota
, J. Chem. Phys.
86
, 4319
(1987
).[17]
A. C.
Simmonett
, N. J.
Stibrich
, B. N.
Papas
, H. F.
Schaefer
, and W. D
Allen
, J. Phys. Chem. A
113
, 11643
(2009
).[18]
A. L.
Cooksy
, J. K. G.
Watson
, C. A.
Gottlieb
, and P.
Thaddeus
, J. Mol. Spectrosc.
153
, 610
(1992
).[19]
A. L.
Cooksy
, J. K. G.
Watson
, C. A.
Gottlieb
, and P.
Thaddeus
, Astrophys. J.
386
, L27
(1992
).[20]
A. L.
Cooksy
, J. K. G.
Watson
, C. A.
Gottlieb
, and P.
Thaddeus
, J. Chem. Phys.
101
, 178
(1994
).[21]
W.
Chen
, S. E.
Novice
, M. C.
McCarthy
, M. J.
Travers
, C. A.
Gottlieb
, A. L.
Cooksy
, and P.
Thaddeus
, Astrophys. J.
462
, 561
(1996
).[22]
H.
Kohguchi
, Y.
Ohshima
, and Y.
Endo
, J. Chem. Phys.
101
, 6463
(1994
).[23]
S.
Mohamed
, M. C.
McCarthy
, A. L.
Cooksy
, C.
Hinton
, and P.
Thaddeus
, J. Chem. Phys.
123
, 234301
(2005
).[24]
S.
Peppe
, S. J.
Blanksby
, S.
Dua
, and J. H.
Bowie
, J. Phys. Chem. A
104
, 5817
(2000
)[25]
C. F.
Neese
, P. S.
Kreynin
, and T.
Oka
, J. Phys. Chem. A
117
, 9899
(2013
).[26]
B. M.
Siller
, J. N.
Hodges
, A. J.
Perry
, and B. J.
McCall
, J. Phys. Chem. A
117
, 10034
(2013
).[27]
R. C.
Woods
, T. A.
Dixon
, R. J.
Saykally
, and P. G.
Szanto
, Phys. Rev. Lett.
35
, 1269
(1975
).[28]
A.
Chakraborty
, J.
Fulara
, and J. P.
Maier
, Mol. Phys.
114
, 2794
(2016
).[29]
E. C.
Stanca-Kaposta
, F.
Schwaneberg
, M. R.
Fagiani
, M.
Lalanne
, L.
Wöste
, and K. R.
Asmis
, Chem Phys Chem
17
, 1
(2016
).[30]
J. Y.
Jin
, L. L.
Zhao
, X. N.
Wu
, W.
Li
, Y. H.
Liu
, D. M.
Andrada
, M. F.
Zhou
, and G.
Frenking
, J. Phys. Chem. A
121
, 2903
(2017
)[31]
J. Y.
Jin
, W.
Li
, Y. H.
Liu
, G. J.
Wang
, and M. F.
Zhou
, J. Chem. Phys.
146
, 214301
(2017
).[32]
G. J.
Wang
, C. X.
Chi
, J. M.
Cui
, X. P.
Xing
, and M. F.
Zhou
, J. Phys. Chem. A
116
, 2484
(2012
)[33]
G. J.
Wang
, C. X.
Chi
, X. P.
Xing
, C. F.
Ding
, and M. F.
Zhou
, Sci. China: Chem.
57
, 172
(2014
).[34]
M. J.
Frisch
, G. W.
Trucks
, H. B.
Schlegel
, G. E.
Scuseria
, M. A.
Robb
, J. R.
Cheeseman
, G.
Scalmani
, V.
Barone
, B.
Mennucci
, G. A.
Petersson
, H.
Nakatsuji
, M.
Caricato
, X.
Li
, H. P.
Hratchian
, A. F.
Izmaylov
, J.
Bloino
, G.
Zheng
, J. L.
Sonnenberg
, M.
Hada
, M.
Ehara
, K.
Toyota
, R.
Fukuda
, J.
Hasegawa
, M.
Ishida
, T.
Nakajima
, Y.
Honda
, O.
Kitao
, H.
Nakai
, T.
Vreven
, J. A.
Montgomery
Jr., J. E.
Peralta
, F.
Ogliaro
, M.
Bearpark
, J. J.
Heyd
, E.
Brothers
, K. N.
Kudin
, V. N.
Staroverov
, T.
Keith
, R.
Kobayashi
, J.
Normand
, K.
Raghavachari
, A.
Rendell
, J. C.
Burant
, S. S.
Iyengar
, J.
Tomasi
, M.
Cossi
, N.
Rega
, J. M.
Millam
, M.
Klene
, J. E.
Knox
, J. B.
Cross
, V.
Bakken
, C.
Adamo
, J.
Jaramillo
, R.
Gomperts
, R. E.
Stratmann
, O.
Yazyev
, A. J.
Austin
, R.
Cammi
, C.
Pomelli
, J. W.
Ochterski
, R. L.
Martin
, K.
Morokuma
, V. G.
Zakrzewski
, G. A.
Voth
, P.
Salvador
, J. J.
Dannenberg
, S.
Dapprich
, A. D.
Daniels
, O.
Farkas
, J. B.
Foresman
, J. V.
Ortiz
, J.
Cioslowski
, and D. J.
Fox
, Gaussian 09, Revision D.01
, Gaussian, Inc
.: Wallingford, CT
, (2009
).[35]
A. D.
Becke
, Phys. Rev. A.
38
, 3098
(1988
).[36]
C. T.
Lee
, W. T.
Yang
, and R. G.
Parr
, Phys. Rev. B
37
, 785
(1988
).[37]
S.
Grimme
, J.
Antony
, S.
Ehrlich
, and H.
Krieg
, J. Chem. Phys.
132
, 154104
(2010
).[38]
S.
Grimme
, S.
Ehrlich
, and L.
Goerigk
, J. Comput. Chem.
32
, 1456
(2011
).[39]
T. H.
Dunning
, J. Chem. Phys.
90
, 1007
(1989
).[40]
P.
Sinha
, S. E.
Boesch
, C.
Gu
, R. A.
Wheeler
, and A. K.
Wilson
, J. Phys. Chem. A
108
, 9213
(2004
).[41]
NIST
, Computational Chemistry Comparison and Benchmark Database, Standard Reference Database
101
(National Institute of Standards and Technology
, 2016
), http://cccbdb.nist.gov/vibscalex.asp.[42]
A. E.
Reed
, R. B.
Weinstock
, and F.
Weinhold
, J. Chem. Phys.
83
, 735
(1985
).[43]
A. E.
Reed
and F.
Weinhold
, J. Chem. Phys.
83
, 1736
(1983
).[44]
D. Y.
Zubarev
and A. I.
Boldyrev
, Phys. Chem. Chem. Phys.
10
, 5207
(2008
).[45]
T.
Lu
and F.
Chen
, J. Comput. Chem.
33
, 580
(2012
).[46]
A. M.
Ricks
, Z. E.
Reed
, and M. A.
Duncan
, J. Mol. Spectrosc.
266
, 63
(2011
).[47]
J. Y.
Jin
, G. J.
Wang
, and M. F.
Zhou
, Chin. J. Chem. Phys.
29
, 47
(2016
).[48]
P.
Pyykko
, S.
Riedel
, and M.
Patzschke
, Chem. Eur. J.
11
, 3511
(2005
).[49]
A. P.
Sergeeva
, I. A.
Popov
, Z. A.
Piazza
, W. L.
Li
, C.
Romanescu
, L. S.
Wang
, and A. I.
Boldyrev
, Acc. Chem. Res.
47
, 1349
(2014
).[50]
D. Y.
Zubarev
and A. I.
Boldyrev
, J. Org. Chem.
73
, 9251
(2008
).[51]
D. Y.
Zubarev
and A. I.
Boldyrev
, J. Phys. Chem. A
113
, 866
(2009
).
This content is only available via PDF.
© 2019 Chinese Physical Society.
2019
Chinese Physical Society
You do not currently have access to this content.
