Ácido ortocarbónico

El ácido ortocarbónico (también conocido como metanotetrol ) es un compuesto químico con la _fórmula química H₄CO₄ o C(OH) _₄ . Su estructura molecular consiste en un átomo de carbono unido a cuatro grupos hidroxilo . Por lo tanto _, sería un alcohol cuádruple . En teoría, podría perder cuatro protones para dar el hipotético anión oxocarbonato ortocarbonato CO₄⁻ , y por consiguiente se considera un oxoácido de carbono.

El ácido ortocarbónico es altamente inestable y durante mucho tiempo se lo consideró un compuesto químico hipotético . Los cálculos muestran que se descompone en ácido carbónico y agua: ^{[ 2 ] [ 3 ]}

H₄CO₄ → _H₂CO₃ + _H₂O​​_​​_​​

Sin embargo, el ácido ortocarbónico se sintetizó por primera vez en 2025 a partir de la irradiación electrónica de una mezcla congelada de agua y dióxido de carbono y se identificó mediante espectrometría de masas . ^{[ 4 ]}

Los investigadores predicen que el ácido ortocarbónico es estable a alta presión; por lo tanto, puede formarse en el interior de los planetas gigantes de hielo Urano y Neptuno , donde el agua y el metano son comunes. ^{[ 5 ]}

Mediante la pérdida de uno a cuatro protones, el ácido ortocarbónico podría producir cuatro aniones: H ₃ CO − 4 (ortocarbonato de trihidrógeno), H ₂ CO 2− 4 (ortocarbonato de dihidrógeno), HCO 3− 4 (ortocarbonato de hidrógeno) y CO 4− 4 (ortocarbonato).

Numerosas sales de CO 4− 4 completamente desprotonado , como Ca ₂ CO ₄ (ortocarbonato de calcio) o Sr ₂ CO ₄ (ortocarbonato de estroncio), se han sintetizado en condiciones de alta presión y se han caracterizado estructuralmente mediante difracción de rayos X. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} El ortocarbonato de estroncio, Sr ₂ CO ₄ , es estable a presión atmosférica. El ortocarbonato tiene forma tetraédrica y es isoelectrónico al ortonitrato . La distancia CO es de 1,41 Å . ^{[ 10 ]} Sr ₃ (CO ₄ )O es un óxido de ortocarbonato (óxido de ortocarbonato de triestroncio), también estable a presión atmosférica . ^{[ 11 ]} 

El grupo tetravalente CO ₄ se encuentra en compuestos orgánicos estables ; formalmente son ésteres del ácido ortocarbónico y, por lo tanto, se denominan ortocarbonatos . Por ejemplo, el tetraetoximetano se puede preparar mediante la reacción entre cloropicrina y etóxido de sodio en etanol . ^{[ 12 ]} Los poliortocarbonatos son polímeros estables que podrían tener aplicaciones en la absorción de disolventes orgánicos en procesos de tratamiento de residuos , ^{[ 13 ]} o en materiales de restauración dental . ^{[ 14 ]} El explosivo trinitroetilortocarbonato posee un núcleo de ortocarbonato.

En 2002 se sintetizó un polímero lineal que puede describirse como un éster ( espiro ) ortocarbonato de pentaeritritol , cuya fórmula podría escribirse como [ (−CH ₂ ) ₂ C(CH ₂ −) ₂ (−O) ₂ C(O−) ₂ ] _{n .} ^{[ 15 ]}

Se encontró que el átomo de carbono en el éster espiro bis- catecol ortocarbonato tiene una geometría de enlace tetraédrica , en contraste con la geometría plano-cuadrada del átomo de silicio en el éster ortosilicato análogo . ^{[ 16 ]}

Los ortocarbonatos pueden existir en varios conformeros , que difieren por la rotación relativa de los puentes C–O–C. Las estructuras conformacionales de algunos ésteres, como el tetrafenoximetano , el tetrakis(3,5-dimetilfenoxi)metano y el tetrakis(4-bromofenoxi)metano, se han determinado mediante difracción de rayos X. ^{[ 17 ]}

• Pentaeritritol , C( _CH₂OH ) _₄
• Ácido ortosilícico , Si(OH) ₄
• Ácido _carbónico , H₂CO₃_​​