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碳硼烷酸分子结构图片
编辑碳硼烷酸特性
编辑造成碳硼烷酸强酸性的原因,是由于其共轭碱CHB11Cl11-非常稳定,而且具有高电负性的氯取代基,能有效分散负电荷。而外侧的氯包覆碳硼烷核心,使碳硼烷酸根非常稳定,不易与其他化学物质反应。
碳硼烷酸虽然酸性强,但不具强烈的腐蚀性与氧化性。混合酸,如魔酸、氟锑酸的酸性更强,但会生成氟离子造成副反应,生成的氢氟酸(HF)会腐蚀玻璃,造成使用上的困难。氟会攻击富勒烯(C60),故H(CHB11Cl11)成为已知唯一能质子化富勒烯但不会将其分解的酸,能与富勒烯形成1:1的盐类。
碳硼烷酸具备令人吃惊的释放氢离子的能力,酸性是水的一百万亿倍。但由于碳硼烷酸中碳硼烷的结构十分稳定,释放氢离子后,由11个硼原子和一个碳原子排列而成的20面体结构没有发生任何变化,不发生进一步的化学反应,因此腐蚀性很低。
碳硼烷酸历史
编辑2004年,加州大学河滨校区(UC Riverside)的 Chris Reed 团队首先合成出碳硼烷酸。
人们对酸的认识是逐渐加深的。硫酸(H2SO4)、盐酸(HCl)、硝酸(HNO3),被称为三大强酸,它们可以腐蚀我们日常生活中见到的很多物质。而王水是由浓硝酸和浓盐酸按1:3的比例混合而成,能够和化学性质极不活泼的金(Au)发生化学反应。所以在很长的一段时间内,人们认为王水就是酸中之王,是最强的酸了。
后来,奥莱教授和他的学生偶然发现了一种奇特的溶液,它能溶解不溶于王水的高级烷烃蜡烛,人们才知道其实王水并不是最强的酸,还有比它强的酸,这就是魔酸,又叫超强酸。自从奥莱教授和他的学生发现超强酸,人们又开始研究起强酸,相继找到了多种新的超强酸。
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