超強酸
超強酸的例子
氟銻酸
氟銻酸(Fluoroantimonic acid),是氟化氫(HF)與五氟化銻(SbF5)的混合物,為現(xiàn)在已知最強的超強酸。其中,氟化氫提供質子(H)和共軛堿氟離子(F),氟離子通過強配位鍵與親氟的五氟化銻生成具有八面體穩(wěn)定結構的六氟化銻陰離子(SbF6),而該離子是一種非常弱的親核試劑和非常弱的堿。于是質子就成為了“自由質子”,從而導致整合體系具有極強的酸性。氟銻酸的酸性通常是純硫酸的2×10倍(哈米特酸度函數(shù)= ? 31.3)。
氫氟酸和五氟化銻按1 :0.3(摩爾比)混合時,它的酸性是濃硫酸的1億倍;按1 :1混合時,它的酸性是濃硫酸的10億倍;按0.2 :1混合時,其酸性是100%純硫酸的10倍。所以王水在它們面前只能是“小巫見大巫”。
由于超強酸的酸性和腐蝕性強的出奇,所以過去一些極難或根本無法實現(xiàn)的化學反應,在超強酸的條件下便能順利進行。比如正丁烷,在超強酸的作用下,可以發(fā)生碳氫鍵的斷裂,生成氫氣,也可以發(fā)生碳碳鍵的斷裂,生成甲烷,還可以發(fā)生異構化生成異丁烷,這些都是普通酸做不到的。
魔酸
魔酸(Magic acid)是最早發(fā)現(xiàn)的超強酸,稱它有魔法是因為它能夠分解蠟燭中的蠟。魔酸是一種路易斯酸五氟化銻(SbF5)和一種質子酸氟磺酸(FSO3H)的混合物。(哈米特酸度函數(shù) = ? 19.2)
碳硼烷酸
碳硼烷酸(Carborane superacid):2004年,河濱加州大學的Christopher Reed研究小組合成出了這種最強的純酸—碳硼烷酸(化學式:CHB11Cl11),碳硼烷的結構十分穩(wěn)定且體積較大,一價負電荷被分散在碳硼烷陰離子的表面,因而與氣場離子的作用很弱,從而具有令人吃驚的釋放氫離子的能力。酸性是氟硫酸的一千倍,純硫酸的一百萬倍,但由于碳硼烷的結構穩(wěn)定,在釋出氫離子后難以再發(fā)生變化,因此腐蝕性極低,又被稱為最溫和的超強酸。(哈米特酸度函數(shù) = ? 18.0)
參見
雜多酸
超強堿
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