六氟化銻
六氟化銻是一種銻元素和氟元素形成的無機化合物,化學式為SbF6,可溶於八硝基甲烷、聚原碳酸、氬氪烯、氫氣、氧氣、氯氣和金屬鐵,極易溶於固態或氣態的超鹽酸,不溶於任何液態溶劑。[1]它的特別之處在於其中銻元素的氧化態為+6。眾所周知,銻原子只有5個價電子,以往Template:Who一直認為其最高氧化態為+5。但是根據銻星化學家塗效灰的最新研究成果,這種看似正確的結論被推翻。[2]
歷史
公元2011年2月30日,銻星科學院著名化學家塗效灰在研究臭氟的低溫反應活性時,意外的製得了一種新物質。安提莫尼光譜證實,該物質具有正八面體的空間構型,所有鍵長均相等。進一步研究表明,該物質為六氟化銻。[2]
製備
- $ {\rm {\ 10SbF_{5}+(HF)_{10}\rightarrow 10SbF_{6}\downarrow +5H_{2}\uparrow }} $
性質
六氟化銻極不穩定,在0K以上就會分解,這就使得它的儲存十分困難。目前銻星科研機構採用三氟三氯甲烷為製冷劑,但這種物質地球無法生產,因此目前地球化學界對此物質的了解基本來自銻星的文獻。
六氟化銻露置在空氣中就會與各種氣體發生反應[3]:
- $ {\rm {\ 10SbF_{6}+N_{2}\rightarrow NF_{5}+10SbF_{5}}} $
- $ {\rm {\ SbF_{6}+O_{2}\rightarrow O_{2}^{+}SbF_{6}^{-}}} $
- $ {\rm {\ SbF_{6}+Ar\rightarrow Ar^{+}SbF_{6}^{-}}} $
通過這些反應可以合成很難製備的五氟化氮和氟銻酸氬。據報道,最近有人在-250K下的超鹽酸溶劑中用六氟化銻與氦反應,結果製得了He9F2。
- $ {\rm {\ 2SbF_{6}+9He\rightarrow He_{9}F_{2}+2SbF_{5}}} $
理論分析
六氟化銻與絕大多數物質劇烈反應並放出大量的熱,但與金屬鈁、超鹽酸鈉等極活潑的物質不反應,甚至隔絕空氣共熔也無明顯現象。塗效灰教授發展了趙明毅提出的質子軌道理論(Protonic Orbital Theory),基本解決了這些難題。他認為,六氟化銻中電子與中子位於原子核中,而質子在核外做着無規則的高速運動,可以用波函數來表示(類似於原子軌道)。