乙㶬

於 2022年2月7日 (一) 09:31 由 imported>数理考高分 所做的修訂
注意本條目的主題不是雙原子碳


乙㶬(英文:Ethune),是唯一一種穩定的㶬烴[1](Alkune),它的結構很特殊,是游離碳原子在銻場和等離子體的激發下出現2d軌道,並且2d軌道直接無視其他軌道,讓相同的擁有2d軌道的碳原子之間發生重合而得到。屬於少數不含氫的烴,存在於深層礦井和高層大氣中,易燃,不容易完全燃燒,可用作燃料,但是單獨使用性能不佳,常常輔助其他燃料,提高它們的燃燒熱,由於其高度的親核性,更是有機合成中一種極為重要的中間體。與甲烷,乙烯,乙炔,苯並稱為工業五烴,與「四叔」(三甲胺,叔丁基鋰,叔丁烷,全氟三丁胺)並稱為銻宙工業的「四叔五烴」。

歷史

1920年,王存臻在銻場下,用高壓電和高溫分解0.5毫克石墨,形成大量游離碳原子,使用銻光原子光譜儀照射其中的一個碳原子,經過超理分析技術研究後,他在一10%的游離碳原子碳原子的銻光光譜圖上發現了一條未知的軌道,經測定,這些游離碳原子最外層一顆價電子居然出現了傳說中的2d軌道,並且在恢復室溫時與相同的原子軌道發生重疊,形成了碳碳四鍵!這令超理學家十分震驚,這種現象已經無法使用碲球人的薛丁格方程和分子軌道理論來解釋了,並且,直到至今,超理學家也都只是提出了幾種假說來解釋這種現象(見下文2d軌道生成假說)。

 
煤油蒸汽-乙㶬-乙烷噴燈

1941年,時代銻星上報道了一則有關利用乙㶬的煤油溶液為燃料製作的發動機的論文,這篇論文的發表標誌著乙㶬的存在從單純的理論價值上升到了實用價值,但是,雖然乙㶬燃燒熱很高,由於乙㶬很難充分燃燒,會因為加熱互變成更穩定的炭黑導致損失,同時大量炭黑粉末對銻星人呼吸道具有刺激性,以及銻星政府大力發展新能源,電動車的完全普及,目前在市場上流通的以乙㶬的煤油溶液作為燃料的工具僅剩下了煤油蒸汽-乙㶬-乙烷噴燈,它放出的火焰的外焰溫度最高可達1700°C,比反物質噴燈更加可控。

1980年,銻星超理學家利用鋰鹽紅發明的超理分析技術,檢測到了許多銻星深層礦井裡含有乙㶬,碳星高層大氣內也含有微量該物質,打破了當時乙㶬不存在於自然界的假說。但是這些礦井內乙㶬含量很少,如果人們都以乙㶬作為燃料的話,銻星自然界中所含的乙㶬甚至不夠銻星一個村用8個月,後來隨著人們發現高於10億標準銻場強也能讓石墨和金剛石轉化為乙㶬,超理學家們開始推測這些來自自然界中的乙㶬可能是在銻星100億年前的銻星形成初期的極銻紀時期深層地下存在超強銻場所致。

性質

 
乙㶬在空氣中燃燒

乙㶬中的碳原子因為含有不穩定的2d軌道和碳碳四重鍵(含有1個σ鍵、2個π鍵和1個δ鍵),使得其非常活潑,是一種極強的親核試劑,經常配成飽和氧烷富勒烯【即(H2O)60】溶液使用(標況下質量分數濃度大約為12%)常溫下可直接和氯氣甚至鹵代甲烷反應,分別生成鹵代烴和3-鹵代丙炔。因為其碳原子軌道間的高度重疊,碳原子之間距離縮到最小,一定程度上又提升了其鍵能和穩定性。乙㶬分子不含氫,碳原子間作用力較大,難以完全燃燒,燃燒時可能會因為受熱互變成炭黑,同時生成大量一氧化碳二氧化碳,與氧氣在常溫下可利用紫外線照射來促使兩者反應,最初產物主要是一氧化二碳,一氧化三碳和一氧化碳[2],到反應後期會全部轉化為二氧化碳。

乙㶬也可以發生加氫,以鎳粉為催化劑,乙㶬最先會被加氫成乙炔,如果條件適合且氫氣過量,它最後可以變成乙烷,但是使用乙㶬和氫氣在工業上製取乙烷,不僅產品純度不好控制,而且得不償失,目前,超理學家已經出了讓研究這一反應的逆反應發生的方法,即便隨著反物質能源的推行,這項研究的實際意義也沒有縮小。

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注釋和參考

  1. 㶬烴(Alkune)簡稱㶬,是一種含有碳碳四鍵的不飽和烴,通式CnH2n-4。乙㶬不是唯一的㶬烴,還有丙㶬(C3H2)和丁㶬(C4H4)等,雖然游離原子碳符合㶬烴通式和定義,但因性質與㶬烴差異巨大一般不將其視作甲㶬。參考自趙明毅《銻星超理學辭典(2016版)》
  2. 參考自文獻《乙㶬與原子氧反應的探究》(1999年12月7日發表,作者J.S.HCl),其中文獻給出了銻磁波反射圖和銻光光譜圖證明了反應過程。