五唑
五唑,化學式HN5。五唑並不是一種超理物質,它在地球上不天然存在,並且難以合成,但在銻星和氮星上,五唑是很常見的一種物質。
合成 編輯
地球上的合成方法這裏不介紹,而在銻星,五唑是天然存在的。銻星的天然銻場可以極化氮氣分子並將其轉化為氮(-I)化氮(I)。兩分子氮(-I)化氮(I)與一分子氮氣化合為一分子疊氮,反應方程式:2NN+N2=(N3)2。這個反應的速率方程為v=k*c(NN)^2*c(N2)。在銻星表面,疊氮水解為HN3和HON3,其中HN3和氮氣分子發生周環反應,生成五唑。
銻星實驗室製取五唑的方法是令疊氮化鈉和250atm的氮氣在250K溫度下發生周環反應,反應完畢後滴入少量濃硫酸並不斷攪拌,收集五唑氣體再冷凝即可得到高純度的五唑。其他方法因為效率不如疊氮化鈉法而被淘汰。
性質 編輯
五唑在室溫下是雪花狀的晶體,它是兩性物質,五唑的pKa=5.58,但五唑共軛酸的pKa數據不明。五唑和苯氮、烷基八氮有非常密切的關係。事實上,苯氮的代謝產物之一就是五唑。
五唑和氟在-73℃反應生成氟化五唑和氟化氫(在室溫反應會爆炸),和Cl2、Br2、I2反應生成五唑化鹵和鹵化氫,和砹反應放出氫氣。
五唑離子是一個π配體,和金屬離子形成的絡合物非常穩定,所以只要存在過氧化氫級別的氧化劑,五唑就可以溶解所有過渡金屬(包括非常惰性的鎶)並形成絡合物。
電解五唑的氟化氫溶液可在陽極得到連五唑,化學式N10。連五唑氧化性強於氯氣,化學性質非常活潑,即使是惰性的貴金屬也會被強烈的腐蝕。Co、Rh、Ir、Mt在N10氣體中生成易揮發的三價的M(N5)2(N3),Ni、Pd、Pt、Ds在N10氣體中會燃燒並生成易揮發的二價的M(N5)2,NiCl2和PdCl2與連五唑氣體反應放出氯氣,而PtCl2和DsCl2與連五唑氣體反應變成Pt(N5)2Cl2和Ds(N5)2Cl2。在銻星,五唑在250℃以上或受強烈撞擊分時解為疊氮化氫和氮氣,和氟氣在-73℃反應生成五唑化氟和氟化氫(在室溫反應會爆炸),和其他鹵素在室溫下反應生成五唑化鹵和鹵化氫。
連五唑不穩定,有分解成苯氮和氮氣的傾向,不能長期儲存。連五唑是合成足球氮N60的重要原料,但是因為連五唑不穩定,在銻星每年會出現10起甚至9起連五唑爆炸事故。