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泛原子:修订间差异

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泛原子,是一种介于原子和原子团之间的物质。其结构为:一个或几个常规原子核埋藏在由大量质子组成的质子云中,电子在这些质子云中运动。比如Sb4,这个物质在锑星标准环境下,就是以泛原子的形式存在,中间是一个Sb核,周围有153个质子构成的质子云和204个电子,若干中子。<ref>https://tieba.baidu.com/p/6831825722</ref>
泛原子,是一种介于原子和原子团之间的物质。其结构为:一个或几个常规原子核埋藏在由大量质子组成的质子云中,电子在这些质子云中运动。比如Sb<sub>4</sub>,这个物质在锑星标准环境下,就是以泛原子的形式存在,中间是一个Sb核,周围有153个质子构成的质子云和204个电子,若干中子。<ref>https://tieba.baidu.com/p/6831825722</ref>


泛原子得到或失去若干个电子就是泛离子,比如(Sb4)2+。超盐酸根其实也是一种泛离子,但由于它的不稳定性(超强氧化性)和一些其他的特殊超理性质,一般不把它作为泛离子进行研究。
泛原子得到或失去若干个电子就是泛离子,比如(Sb<sub>4</sub>)<sup>2+</sup>。超盐酸根其实也是一种泛离子,但由于它的不稳定性(超强氧化性)和一些其他的特殊超理性质,一般不把它作为泛离子进行研究。


泛原子和普通原子以共价键或配位键相连,组成泛性分子或泛性原子团。
泛原子和普通原子以共价键或配位键相连,组成泛性分子或泛性原子团。
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泛原子的命名
泛原子的命名


系统命名法:将核用对应的元素表示,加上中括号,有多个核以逗号隔开;后面写上质子云的质子数,也加上中括号。比如:[Sb][p153],(读作:一百五十三质合锑)表示一个51质子的原子核外面有153个质子组成的质子云。对于超过3个核的泛原子,要标明核的排列方式,标在第一个中括号的后面(下标),有一下一些下标:
系统命名法:将核用对应的元素表示,加上中括号,有多个核以逗号隔开;后面写上质子云的质子数,也加上中括号。比如:[Sb][p<sub>153</sub>],(读作:一百五十三质合锑)表示一个51质子的原子核外面有153个质子组成的质子云。对于超过3个核的泛原子,要标明核的排列方式,标在第一个中括号的后面(下标),有一下一些下标:


L:直线排列,此时方括号中各个核的顺序就是按照泛原子中核的排列顺序。比如:[Sb,W,Sb]L[p176],钨核在中间;[Sb,Sb,W]L[p176],锑核在中间。
L:直线排列,此时方括号中各个核的顺序就是按照泛原子中核的排列顺序。比如:[Sb,W,Sb]L[p176],钨核在中间;[Sb,Sb,W]L[p<sub>176</sub>],锑核在中间。


T:三角形排列。
T:三角形排列。
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P:四面体排列,如果四个核都不相同,则用PR,PS标明手性。
P:四面体排列,如果四个核都不相同,则用PR,PS标明手性。


Cn(n>3):卫星型排列。一个核在中间,剩下的环绕在其周围,一般环绕的核都相同。比如C3就是BF3型结构,C4就是甲烷型结构,C5就是双角三棱锥形结构,C6就是SF6型结构。中心原子核写在最前面。例如:[No,Fe,Fe,Fe,Fe]C4[p260],这是七碲化锘分子在5~30Zmy锑场,200~600°K温度时的结构(没写错,是铁原子核,不信你数一下总质子数)。
Cn(n>3):卫星型排列。一个核在中间,剩下的环绕在其周围,一般环绕的核都相同。比如C3就是BF3型结构,C4就是甲烷型结构,C5就是双角三棱锥形结构,C6就是SF6型结构。中心原子核写在最前面。例如:[No,Fe,Fe,Fe,Fe]C4[p<sub>260</sub>],这是七碲化锘分子在5~30Zmy锑场,200~600°K温度时的结构(没写错,是铁原子核,不信你数一下总质子数)。


普通命名法:对于某些常见的稳定泛原子,可以直接用合成泛原子的反应物加上中括号表示泛原子,必要时还可以在中括号后面加上一个小括号表示质子云,对于部分泛原子,还有三到四个字母的元素符号简称(通常是那些极其稳定的泛原子,我们下面详细讨论的都属于此类)。比如前面的[Sb][p153],可以写成[Sb4]或[Sb4](153)或Sbq。读作四聚锑或魔化四聚锑。
普通命名法:对于某些常见的稳定泛原子,可以直接用合成泛原子的反应物加上中括号表示泛原子,必要时还可以在中括号后面加上一个小括号表示质子云,对于部分泛原子,还有三到四个字母的元素符号简称(通常是那些极其稳定的泛原子,我们下面详细讨论的都属于此类)。比如前面的[Sb][p<sub>153</sub>],可以写成[Sb<sub>4</sub>]或[Sb<sub>4</sub>](153)或Sbq。读作四聚锑或魔化四聚锑。


一些常见的泛原子
一些常见的泛原子


1)四锑合钙 [CaSb4] 或 Sbc,系统命名法[Sb][p173]。也被称为铠。
1)四锑合钙 [CaSb<sub>4</sub>] 或 Sbc,系统命名法[Sb][p<sub>173</sub>]。也被称为铠。


还原性泛原子,可以在锑场强度1.4~45Zmy的环境存在。常见化合价+3,+4,+5,+6,+7,+8,+9。游离态是一种有金属光泽的银白色固体,称为金属铠,熔点1021°C(1atm)。导电性好,电阻率2.1*10^-7Ω·m。在含氧空气中极易被氧化生成一层粉色的氧化膜(Sbc2O5)。在含氟空气中自燃生成SbcF8粉末(黄色)。在氯气中燃烧则生成SbcCl5(蓝紫色)。SbcF8与O2F2在电弧或紫外线照射下可以生成SbcF9(橘红色)或SbcF10(血红色)。还可以和氮气在400°C反应生成SbcN。
还原性泛原子,可以在锑场强度1.4~45Zmy的环境存在。常见化合价+3,+4,+5,+6,+7,+8,+9。游离态是一种有金属光泽的银白色固体,称为金属铠,熔点1021°C(1atm)。导电性好,电阻率2.1*10^-7Ω·m。在含氧空气中极易被氧化生成一层粉色的氧化膜(Sbc2O5)。在含氟空气中自燃生成SbcF8粉末(黄色)。在氯气中燃烧则生成SbcCl5(蓝紫色)。SbcF8与O2F2在电弧或紫外线照射下可以生成SbcF9(橘红色)或SbcF10(血红色)。还可以和氮气在400°C反应生成SbcN。
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其氧化物Sbc2O5(五氧化二铠),不溶于水,溶于强碱性溶液。在NaOH中缓慢溶解并发生反应(1)。也能溶于浓HCl并发生反应(2)。还能溶于氟王水发生反应(3)。
其氧化物Sbc2O5(五氧化二铠),不溶于水,溶于强碱性溶液。在NaOH中缓慢溶解并发生反应(1)。也能溶于浓HCl并发生反应(2)。还能溶于氟王水发生反应(3)。
[[File:1C2E280C-5A3E-49F5-A2C4-334C7F769DCB.jpeg|thumb|220x220px]]
[[File:1C2E280C-5A3E-49F5-A2C4-334C7F769DCB.jpeg|thumb|220x220px]]
关于[Sb][p173]为什么可以被称为[CaSb4]:这个问题看起来不大,其实是一个很大的问题。首先,这个物质只有一个锑核和173个云中质子。其次,它不一定要靠4Sb+Ca=锑场=[Sb][p173]这个方式合成,也可以用其他原子。既然可以被称为[CaSb4],那完全可以说它是[Nd3Ru](173),或干脆[H224](173),总之是51个核内质子和173个核外质子就行了。
关于[Sb][p173]为什么可以被称为[CaSb4]:这个问题看起来不大,其实是一个很大的问题。首先,这个物质只有一个锑核和173个云中质子。其次,它不一定要靠4Sb+Ca=锑场=[Sb][p173]这个方式合成,也可以用其他原子。既然可以被称为[CaSb<sub>4</sub>],那完全可以说它是[Nd<sub>3</sub>Ru](173),或干脆[H<sub>224</sub>](173),总之是51个核内质子和173个核外质子就行了。


但是,事实并非如此。首先,[Sb][p173]有一个性质:无论在什么条件下,降低锑场强度直到0,该物质都会以[Sb][p173]==4Sb+Ca的方式分解。在泛原子理论出现之前,人们也一直认为该物质的真实结构就是CaSb4。因此,虽然实际结构中不含Ca原子核,我们依然认为该物质含有一个“隐藏”的CaSb4结构,更准确的说法是该物质有形成CaSb4的趋势。
但是,事实并非如此。首先,[Sb][p<sub>173</sub>]有一个性质:无论在什么条件下,降低锑场强度直到0,该物质都会以[Sb][p<sub>173</sub>]==4Sb+Ca的方式分解。在泛原子理论出现之前,人们也一直认为该物质的真实结构就是CaSb<sub>4</sub>。因此,虽然实际结构中不含Ca原子核,我们依然认为该物质含有一个“隐藏”的CaSb<sub>4</sub>结构,更准确的说法是该物质有形成CaSb<sub>4</sub>的趋势。


这就是一个泛原子能否使用普通命名法的必要条件:在降低锑场强度时,无论降低锑场强度的速率如何,该泛原子都能分解为相同的原子。[Sb][p173]符合这一条件,因此我们可以理直气壮地说出[CaSb4]这个名字。由于[CaSb4]实在太过重要(之后会看到,它是某些生命体必不可少的物质),我们又给了它一个像原子一样的名字——Sbc。
这就是一个泛原子能否使用普通命名法的必要条件:在降低锑场强度时,无论降低锑场强度的速率如何,该泛原子都能分解为相同的原子。[Sb][p<sub>173</sub>]符合这一条件,因此我们可以理直气壮地说出[CaSb<sub>4</sub>]这个名字。由于[CaSb<sub>4</sub>]实在太过重要(之后会看到,它是某些生命体必不可少的物质),我们又给了它一个像原子一样的名字——Sbc。


为什么有许多泛原子都具有这种“稳定分解”的特性呢?赵锶钡在2367年成功地解决了这个难题,他也因此获得锘贝尔超理学奖。这个问题的答案叫做“泛聚核理论”,我们之后再详细讨论。
为什么有许多泛原子都具有这种“稳定分解”的特性呢?赵锶钡在2367年成功地解决了这个难题,他也因此获得锘贝尔超理学奖。这个问题的答案叫做“泛聚核理论”,我们之后再详细讨论。


总之,[CaSb4]有不止一种合成方式,但只有一种分解方式。用这种方法也可以将其他原子核转变为Ca和Sb原子核,是一种特殊的核反应。这种通过泛原子生成和分解实现的核反应叫做泛化核转移。
总之,[CaSb<sub>4</sub>]有不止一种合成方式,但只有一种分解方式。用这种方法也可以将其他原子核转变为Ca和Sb原子核,是一种特殊的核反应。这种通过泛原子生成和分解实现的核反应叫做泛化核转移。


这些可以稳定分解的泛原子也被称为正规泛原子。
这些可以稳定分解的泛原子也被称为正规泛原子。