Trioxyde d'hydrogène

Identification
Trioxyde d'hydrogène


Structure du trioxyde d'hydrogène
Synonymes	trioxydane
N^o CAS	14699-99-1^{[réf. nécessaire]}
PubChem	166717
ChEBI	46736
SMILES	OOO PubChem, vue 3D
InChI	Std. InChI : vue 3D InChI=1S/H2O3/c1-3-2/h1-2H Std. InChIKey : JSPLKZUTYZBBKA-UHFFFAOYSA-N
Propriétés chimiques
Formule	H₂O₃ [Isomères]
Masse molaire^[1]	50,014 1 ± 0,001 g/mol H 4,03 %, O 95,97 %,

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Le trioxyde d'hydrogène, ou trioxydane, est un composé chimique de formule H₂O₃. Instable, il est constitué d'une molécule linéaire HOOOH qui, en solution aqueuse, se décompose en eau H₂O et en oxygène singulet ¹O₂ avec une demi-vie d'une vingtaine de millisecondes^[2] :

H₂O₃ → H₂O + ¹O₂.

Décomposition

Sa décomposition est cependant plus lente en milieu anhydre, de l'ordre de 16 minutes dans des solvants organiques.

La production de trioxyde d'hydrogène à partir d'eau et d'oxygène singulet ne se produit pas naturellement, essentiellement en raison de l'extrême rareté de l'oxygène singulet. Cependant, on sait que l'ozone O₃ dérive de l'oxygène singulet dans les systèmes biologiques, et on pense que du trioxyde d'hydrogène se forme au cours de cette réaction à partir de l'oxygène singulet^[3].

Le trioxyde d'hydrogène est légèrement plus acide que le peroxyde d'hydrogène HOOH, se dissociant en ions HOOO⁻ et H⁺^[4]. La spectroscopie rotationnelle sur jets supersoniques a permis d'établir que sa molécule est linéaire en zigzag avec des liaisons O–O longues de 142,8 pm, plus courtes que celles de la molécule de peroxyde d'hydrogène HOOH (146,4 pm).

Préparation

Le trioxyde d'hydrogène peut être obtenu en petite quantité en faisant réagir de l'ozone avec du peroxyde d'hydrogène ou en réalisant une électrolyse de l'eau. Il est aussi produit en faisant réagir de l'ozone avec des agents réducteurs organiques comme dans le processus à anthraquinone (procédé à l'anthraquinone).

Notes et références

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Trioxydane » (voir la liste des auteurs).

↑ Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
↑ (en) Roald Hoffmann, « The Story of O – Burning Water », American Scientist, vol. 92, n^o 1,‎ janvier-février 2004, p. 23 (lire en ligne) DOI 10.1511/2004.1.23
↑ (en) Paul T. Nyffeler, Nicholas A. Boyle, Laxman Eltepu, Chi-Huey Wong, Albert Eschenmoser, Richard A. Lerner et Paul Wentworth Jr., « Dihydrogen Trioxide (HOOOH) Is Generated during the Thermal Reaction between Hydrogen Peroxide and Ozone », Angewandte Chemie International Edition, vol. 43, n^o 35,‎ 6 septembre 2004, p. 4656-4659 (lire en ligne) DOI 10.1002/anie.200460457 PMID 15317003
↑ (en) Kohsuke Suma, Yoshihiro Sumiyoshi et Yasuki Endo, « The Rotational Spectrum and Structure of HOOOH », Journal of the American Chemical Society, vol. 127, n^o 43,‎ 6 octobre 2005, p. 14998-14999 (lire en ligne) DOI 10.1021/ja0556530 PMID 16248618

v · m

Composés binaires de l'hydrogène

Hydrures alcalins
(groupe 1)

Hydrures alcalino-terreux
(groupe 2)

Monohydrures	BeH MgH CaH SrH BaH
Dihydrures	BeH₂ MgH₂ CaH₂ SrH₂ BaH₂

Hydrures du groupe 13

Boranes	BH₃ B₂H₆ B₂H₂ B₂H₄ B₄H₁₀ B₅H₉ B₅H₁₁ B₆H₁₀ B₆H₁₂ B₁₀H₁₄ B₁₈H₂₂
Alanes	AlH₃ Al₂H₆
Gallanes	GaH₃ Ga₂H₆
Indiganes	InH₃ In₂H₆
Thallanes	TlH₃ Tl₂H₆

Hydrures du groupe 14

Hydrocarbures

Alcanes linéaires	CH₄ C₂H₆ C₃H₈ C₄H₁₀ C₅H₁₂ C₆H₁₄ C₇H₁₆ C₈H₁₈ C₉H₂₀ C₁₀H₂₂
Alcènes linéaires	C₂H₄ C₃H₆ C₄H₈ C₅H₁₀ C₆H₁₂ C₇H₁₄ C₈H₁₆ C₉H₁₈ C₁₀H₂₀
Alcynes linéaires	C₂H₂ C₃H₄ C₄H₆ C₅H₈ C₆H₁₀ C₇H₁₂ C₈H₁₄ C₉H₁₆ C₁₀H₁₈

Hydrures de silicium

Silanes linéaires	SiH₄ Si₂H₆ Si₃H₈ Si₄H₁₀ Si₅H₁₂ Si₆H₁₄ Si₇H₁₆ Si₈H₁₈ Si₉H₂₀ Si₁₀H₂₂
Silènes linéaires	Si₂H₄
Silynes linéaires	Si₂H₂

Germanes

GeH₄
Ge₂H₆
Ge₃H₈
Ge₄H₁₀
Ge₅H₁₂

Stannanes

SnH₄
Sn₂H₆

Plombanes

PbH₄

Hydrures de pnictogène (groupe 15)

Composés de l'azote

Azanes	NH₃ N₂H₄ N₃H₃ N₃H₅ N₄H₆ N₅H₇ N₆H₈ N₇H₉ N₈H₁₀ N₉H₁₁ N₁₀H₁₂
Azènes	N₂H₂ N₃H₃ N₄H₄
HN₃ H₅N₅ H₃N₅ HN₅ H₂N₆ NH (radical)

Composés du phosphore

Phosphanes	PH₃ P₂H₄ P₃H₅ P₄H₆ P₅H₇ P₆H₈ P₇H₉ P₈H₁₀ P₉H₁₁ P₁₀H₁₂
Phosphènes	P₂H₂ P₃H₃ P₄H₄
P₄H₄ P₄H₂ P₅H P₆H₆

Arsanes

AsH₃
As₂H₄
As₅H₅

Stibanes

SbH₃

Bismuthanes

BiH₃

Chalcogénures d'hydrogène
(groupe 16)

Polyoxydanes	H₂O H₂O₂ H₂O₃ H₂O₄ H₂O₅ H₂O₆ H₂O₇ H₂O₈ H₂O₉ H₂O₁₀
Polysulfanes	H₂S H₂S₂ H₂S₃ H₂S₄ H₂S₅ H₂S₆ H₂S₇ H₂S₈ H₂S₉ H₂S₁₀
Sélanes	H₂Se H₂Se₂
Tellanes	H₂Te H₂Te₂
Polanes	PoH₂
HO• HOO• HO₃ H₂S=S HS• HDO D₂O T₂O

Halogénures d'hydrogène
(groupe 17)

Hydrures de métal de transition

CdH₂
CrH
CrH₂
CrH_x
CuH
FeH
FeH₂
FeH₅
HfH₂
HgH₂
NbH
NbH₂
NiH
PdH_x (x < 1)
ScH₂
TaH
TiH₂
TiH₄
VH
VH₂
YH₂
YH₃
ZnH₂
ZrH₂

Hydrures de lanthanide

LaH₂
LaH₃
LaH₁₀
CeH₂
CeH₃
PrH₂
PrH₃
NdH₂
NdH₃
SmH₂
SmH₃
EuH₂
GdH₂
GdH₃
TbH₂
TbH₃
DyH₂
DyH₃
HoH₂
HoH₃
ErH₂
ErH₃
TmH₂
TmH₃
YbH₂
YbH_2.5
LuH₂
LuH₃

Hydrures d'actinide

AcH₂
ThH₂
Th₄H₁₅
PaH₃
UH₃
NpH₂
NpH₃
PuH₂
PuH₃
AmH₂
AmH₃
CmH₂

Exotiques

v · m Oxydes
États divers	Tétroxyde d'antimoine (Sb₂O₄) Oxyde d'argent(I,III) (AgO) Oxyde de cobalt(II,III) (Co₃O₄) Oxyde de fer(II,III) (Fe₃O₄) Monoxyde de trihydrogène (H₃O) Oxyde de manganèse(II,III) (Mn₃O₄) Oxyde de plomb(II,IV) (Pb₃O₄)
État d'oxydation +1	Oxyde d'argent (Ag₂O) Monoxyde de dicarbone (C₂O) Oxyde de cuivre(I) (Cu₂O) Monoxyde de dichlore (Cl₂O) Oxyde de lithium (Li₂O) Oxyde de potassium (K₂O) Oxyde de sodium (Na₂O) Oxyde de rubidium (Rb₂O) Oxyde de césium (Cs₂O) Oxyde de thallium(I) (Tl₂O) Eau (H₂O) et autres oxydes d'hydrogène
État d'oxydation +2	Oxyde d'aluminium(II) (AlO) Oxyde de baryum (BaO) Oxyde de béryllium (BeO) Oxyde de cadmium (CdO) Oxyde de calcium (CaO) Monoxyde de carbone (CO) Oxyde de cobalt(II) (CoO) Oxyde de chrome(II) (CrO) Oxyde de cuivre(II) (CuO) Monoxyde de germanium (GeO) Oxyde de fer(II) (FeO) Monoxyde d'iridium (IrO) Oxyde de magnésium (MgO) Oxyde de manganèse(II) (MnO) Oxyde de mercure(II) (HgO) Oxyde de nickel(II) (NiO) Monoxyde d'azote (NO) Oxyde de palladium(II) (PdO) Oxyde de plomb(II) (PbO) Monoxyde de phosphore (PO) Oxyde de strontium (SrO) Monoxyde de soufre (SO) Dioxyde de disoufre (S₂O₂) Oxyde d'étain(II) (SnO) Oxyde de titane(II) (TiO) Oxyde de vanadium(II) (VO) Oxyde de zinc (ZnO) Monoxyde de zirconium (ZrO)
État d'oxydation +3	Sesquioxyde d'actinium (Ac₂O₃) Oxyde d'aluminium (Al₂O₃) Trioxyde d'antimoine (Sb₂O₃) Trioxyde d'arsenic (As₂O₃) Trioxyde de bore (B₂O₃) Oxyde de bismuth(III) (Bi₂O₃) Oxyde de chrome(III) (Cr₂O₃) Oxyde de curium(III) (Cm₂O₃) Oxyde d'erbium(III) (Er₂O₃) Oxyde d'europium(III) (Eu₂O₃) Oxyde de fer(III) (Fe₂O₃) Oxyde de gadolinium(III) (Gd₂O₃) Oxyde de gallium(III) (Ga₂O₃) Oxyde d'holmium(III) (Ho₂O₃) Oxyde d'indium(III) (In₂O₃) Oxyde d'iridium(III) (Ir₂O₃) Oxyde de lanthane (La₂O₃) Oxyde de lutécium(III) (Lu₂O₃) Oxyde de manganèse(III) (Mn₂O₃) Trioxyde de diazote (N₂O₃) Oxyde de néodyme(III) (Nd₂O₃) Oxyde de nickel(III) (Ni₂O₃) Trioxyde de phosphore (P₄O₆) Oxyde de prométhium(III) (Pm₂O₃) Oxyde de praséodyme(III) (Pr₂O₃) Oxyde de rhodium(III) (Rh₂O₃) Oxyde de samarium(III) (Sm₂O₃) Oxyde de scandium (Sc₂O₃) Oxyde de terbium(III) (Tb₂O₃) Oxyde de titane(III) (Ti₂O₃) Oxyde de thallium(III) (Tl₂O₃) Oxyde de thulium(III) (Tm₂O₃) Oxyde de tungstène(III) (W₂O₃) Oxyde de vanadium(III) (V₂O₃) Oxyde d'ytterbium(III) (Yb₂O₃) Oxyde d'yttrium(III) (Y₂O₃)
État d'oxydation +4	Dioxyde de carbone (CO₂) Trioxyde de carbone (CO₃) Oxyde de cérium(IV) (CeO₂) Dioxyde de chlore (ClO₂) Dioxyde de chrome (CrO₂) Oxyde de curium(IV) (CmO₂) Dioxyde de germanium (GeO₂) Oxyde d'hafnium(IV) (HfO₂) Oxyde d'iridium(IV) (IrO₂) Dioxyde de manganèse (MnO₂) Dioxyde de molybdène (MoO₂) Dioxyde d'azote (NO₂) Peroxyde d'azote (N₂O₄) Dioxyde de niobium (NbO₂) Oxyde de neptunium(IV) (NpO₂) Dioxyde d'osmium (OsO₂) Oxyde de protactinium(IV) (PaO₂) Dioxyde de plomb (PbO₂) Dioxyde de plutonium (PuO₂) Oxyde de rhénium(IV) (ReO₂) Oxyde de rhodium(IV) (RhO₂) Dioxyde de ruthénium (RuO₂) Dioxyde de soufre (SO₂) Dioxyde de sélénium (SeO₂) Dioxyde de silicium (SiO₂) Dioxyde d'étain (SnO₂) Dioxyde de tellure (TeO₂) Dioxyde de thorium (ThO₂) Dioxyde de titane (TiO₂) Dioxyde d'uranium (UO₂) Oxyde de vanadium(IV) (VO₂) Oxyde de tungstène(IV) (WO₂) Dioxyde de zirconium (ZrO₂)
État d'oxydation +5	Pentoxyde d'antimoine (Sb₂O₅) Pentoxyde d'arsenic (As₂O₅) Pentoxyde d'azote (N₂O₅) Pentoxyde de diiode (I₂O₅) Pentoxyde de niobium (Nb₂O₅) Pentoxyde de phosphore (P₂O₅) Oxyde de protactinium(V) (Pa₂O₅) Oxyde de tantale(V) (Ta₂O₅) Oxyde de vanadium(V) (V₂O₅)
État d'oxydation +6	Trioxyde de chrome (CrO₃) Trioxyde d'iridium (IrO₃) Trioxyde de molybdène (MoO₃) Trioxyde de rhénium (ReO₃) Trioxyde de sélénium (SeO₃) Trioxyde de soufre (SO₃) Trioxyde de tellure (TeO₃) Trioxyde de tungstène (WO₃) Trioxyde d'uranium (UO₃) Trioxyde de xénon (XeO₃)
État d'oxydation +7	Heptoxyde de dichlore (Cl₂O₇) Heptoxyde de dimanganèse (Mn₂O₇) Oxyde de rhénium(VII) (Re₂O₇) Oxyde de technétium(VII) (Tc₂O₇)
État d'oxydation +8	Tétroxyde d'osmium (OsO₄) Tétroxyde de ruthénium (RuO₄) Tétraoxyde de xénon (XeO₄) Oxyde d'iridium(VIII) (IrO₄) Tétroxyde d'hassium (HsO₄)
Sujets connexes	Oxyde de carbone Oxyde de chlore Protoxyde Oxoacide Ozonure Oxyde acide Oxyde basique Oxyde amphotère