메테늄

1. 개요

메테늄 이온은 평면형 구조를 가지며 3중 대칭을 보이는 양이온이다. 메틸 라디칼의 자외선 광이온화 또는 단원자 양이온과 메테인의 충돌로 생성될 수 있으며, 아세토나이트릴과 반응하여 이온을 형성한다. 강산에 의한 메테인의 양성자화 또는 수소화물 추상화 과정에서 반응 중간체로 제안되며, 알케인과도 반응할 정도로 반응성이 크다. 2023년에는 태양계 밖 성간 공간에서 메틸 양이온이 처음으로 검출되어 생명 기원 연구에 중요한 단서를 제공한다.

2. 구조

실험 및 계산 결과에 따르면, 메테늄 이온은 평면형이며 삼중 대칭을 갖는다. 탄소 원자는 sp² 혼성화의 전형적인 예이다.

3. 생성 및 반응

저압에서의 질량 분석 연구에서 메테늄은 메틸 라디칼의 자외선 광이온화 또는 및 와 같은 단원자 양이온과 중성 메테인의 충돌에 의해 생성될 수 있다. 생성된 메테늄은 아세토나이트릴()과 반응하여 이온을 형성한다.

저에너지 전자(1eV 미만)를 포착하면 자발적으로 해리된다.

응축상에서는 중간체로 거의 나타나지 않는다. 이는 FSO₃H-SbF₅로 메테인의 양성자화 또는 수소화물 추상화 과정에서 형성되는 반응 중간체로 제안된다. 메테늄 이온은 알케인에 대해서도 반응성이 매우 높다.

4. 검출

메테늄은 성간 분자 및 별 주위 분자 목록에서 중요한 위치를 차지한다.

4.1. 생명 기원

2023년 6월, 천문학자들은 태양계 밖 성간 공간에서 처음으로 메틸 양이온(CH₃⁺) (및/또는 탄소 양이온, C⁺)을 검출했다. 이는 생명의 기본 구성 성분으로 알려져 있다.