「虚键」：修訂間差異
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{{WikipediaLink|价键理论}}'''虚键'''，是超理无机结构化学中重要的化学键。它有效解释了关于部分非八电子结构物质在[[锑场]]中的反常稳定性。 | |||
==发现历程== | |||
在系统研究过无机蔬菜（注：区别于部分碲球人生造的概念，锑星的无机蔬菜是一大类硅基物种的统称）后，[[锑星]]学者[[毛玉菌]]提出了一个猜想：一定存在某种最简单的基础性物质，来合成这些无机基团。超理学家最初认为这种物质是类比甲烷的硅烷（SiH<sub>4</sub>）。但在几位大锑的指导下（“硅烷写多了会杂化成硫碘酸的！”），超理学界终于认知到，这种基本物质是被[[碲球]]认为不能稳定存在的甲硼烷（BH<sub>3</sub>）。[[File:甲硼烷.png|frame|甲硼烷结构式]] | |||
在 | 在以毛玉菌为首的锑星学者利用零下1000℃的稀冷高锰酸钾，在碱性条件下进行发功对硼烯催化氧化，终于制得了常温常压下稳定存在的甲硼烷。然而，解释这类硼烷的稳定存在却又成了令人为难的问题。最终，他从试图络合硼烷的[[四氢呋喃代师]]身上找到了灵感（四氢呋喃可以和硼烷形成配合物），终于提出了虚键理论。 | ||
==基本内容== | |||
我们已经知道，在碲球最普通的甲硼烷中，B原子以sp2杂化形式连接3个氢原子（如上图）。在这种情况下，B原子最外层的电子数只有6个，很难稳定存在。通过科学目测、信息技术与积分归纳法，超理学家成功观测到了甲硼烷在锑场中发生可逆反应，生成二聚甲硼烷（(BH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>）的过程： | |||
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我们已经知道，在碲球最普通的甲硼烷中，B原子以sp2杂化形式连接3个氢原子（如上图）。在这种情况下，B原子最外层的电子数只有6个，很难稳定存在。通过科学目测、信息技术与积分归纳法，超理学家成功观测到了甲硼烷在锑场中发生可逆反应，生成二聚甲硼烷（(BH<sub | |||
右图所示为甲硼烷的空间球棍模型。在此模型中，甲硼烷的2p轨道垂直于分子所在平面[[File:甲硼烷5.png|thumb|甲硼烷的碲球结构]]。实际上，在锑场的催化作用下，两分子的甲硼烷之间空轨道波函数叠加，产生一个含有假想电子的虚场，形成一种特殊的分子内作用力，我们称为虚键（vain bond）。这样一来，甲硼烷中的B原子得以以[[mp3杂化]]形式存在。 | 右图所示为甲硼烷的空间球棍模型。在此模型中，甲硼烷的2p轨道垂直于分子所在平面[[File:甲硼烷5.png|thumb|甲硼烷的碲球结构]]。实际上，在锑场的催化作用下，两分子的甲硼烷之间空轨道波函数叠加，产生一个含有假想电子的虚场，形成一种特殊的分子内作用力，我们称为虚键（vain bond）。这样一来，甲硼烷中的B原子得以以[[mp3杂化]]形式存在。 | ||
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通过这一反应[[File:甲硼烷二聚反应.png|frame|left|甲硼烷二聚反应示意图]]，许多不能稳定存在的结构得以在现实中被制取与应用。经后续实验发现，在参与其他反应时，虚键会自然断裂，不消耗任何能量。另外，科学目测容易发现，B—B虚键的空间体积要大于普通的B—B单键，同时没有反键轨道。 | 通过这一反应[[File:甲硼烷二聚反应.png|frame|left|甲硼烷二聚反应示意图]]，许多不能稳定存在的结构得以在现实中被制取与应用。经后续实验发现，在参与其他反应时，虚键会自然断裂，不消耗任何能量。另外，科学目测容易发现，B—B虚键的空间体积要大于普通的B—B单键，同时没有反键轨道。 | ||
==常见问题== | |||
Q：二聚甲硼烷与乙硼烷有什么区别吗? | Q：二聚甲硼烷与乙硼烷有什么区别吗? | ||
A：我很抱歉使用了可能引起误会的描述，实际上，二聚甲硼烷的结构与乙硼烷的三中心二电子键没有任何相关之处，在参与反应时，虚键会自然断裂，不消耗任何能量（换言之，虚键的键能是0）。 | A：我很抱歉使用了可能引起误会的描述，实际上，二聚甲硼烷的结构与乙硼烷的三中心二电子键没有任何相关之处，在参与反应时，虚键会自然断裂，不消耗任何能量（换言之，虚键的键能是0）。 | ||
Q：在没有电子的情况下，作用力是如何产生的？ | Q：在没有电子的情况下，作用力是如何产生的？ | ||
A：这是一个典型的碲球逻辑。在锑星，电子并不以“各人自扫门前雪”的形式存在，任何波函数不同，乃至能级不同的电子都可以完全平等地享有一切成键权利。这也是为什么虚键不存在反键轨道：所有轨道都乐于参与到稳定二聚甲硼烷的工作中来。就像我在[[电子的有丝分裂]]中说的那样，这里体现了超理学对电子的人文主义关怀。 | A：这是一个典型的[[碲球]]逻辑。在锑星，电子并不以“各人自扫门前雪”的形式存在，任何波函数不同，乃至能级不同的电子都可以完全平等地享有一切成键权利。这也是为什么虚键不存在反键轨道：所有轨道都乐于参与到稳定二聚甲硼烷的工作中来。就像我在[[电子的有丝分裂]]中说的那样，这里体现了超理学对电子的人文主义关怀。 | ||
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Q：零下1000℃是怎么达到的？？？ | Q：零下1000℃是怎么达到的？？？ | ||
A：在超理学中，这并不算是太难的工作。不过如果你一定想知道的话，我们当时请赵明毅先生在实验室讲了个笑话。 | A（[[毛玉菌]]）：在超理学中，这并不算是太难的工作。不过如果你一定想知道的话，我们当时请[[赵明毅]]先生在实验室讲了个笑话。 | ||
A（四氢呋喃）：值得一提的是，杨代师是第一个达到这个温度的人，她当时大喊：“这个反应，无论是零度还是1000度还是零下1000度都可以进行。” | |||
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A：好吧……这个是我懒得转了。 | A：好吧……这个是我懒得转了。 | ||
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於 2025年3月23日 (日) 05:01 的最新修訂
虛鍵，是超理無機結構化學中重要的化學鍵。它有效解釋了關於部分非八電子結構物質在銻場中的反常穩定性。
發現歷程[編輯]
在系統研究過無機蔬菜（註：區別於部分碲球人生造的概念，銻星的無機蔬菜是一大類硅基物種的統稱）後，銻星學者毛玉菌提出了一個猜想：一定存在某種最簡單的基礎性物質，來合成這些無機基團。超理學家最初認為這種物質是類比甲烷的硅烷（SiH4）。但在幾位大銻的指導下（「硅烷寫多了會雜化成硫碘酸的！」），超理學界終於認知到，這種基本物質是被碲球認為不能穩定存在的甲硼烷（BH3）。
在以毛玉菌為首的銻星學者利用零下1000℃的稀冷高錳酸鉀，在鹼性條件下進行發功對硼烯催化氧化，終於製得了常溫常壓下穩定存在的甲硼烷。然而，解釋這類硼烷的穩定存在卻又成了令人為難的問題。最終，他從試圖絡合硼烷的四氫呋喃代師身上找到了靈感（四氫呋喃可以和硼烷形成配合物），終於提出了虛鍵理論。
基本內容[編輯]
我們已經知道，在碲球最普通的甲硼烷中，B原子以sp2雜化形式連接3個氫原子（如上圖）。在這種情況下，B原子最外層的電子數只有6個，很難穩定存在。通過科學目測、信息技術與積分歸納法，超理學家成功觀測到了甲硼烷在銻場中發生可逆反應，生成二聚甲硼烷（(BH3)2）的過程：
右圖所示為甲硼烷的空間球棍模型。在此模型中，甲硼烷的2p軌道垂直於分子所在平面
。實際上，在銻場的催化作用下，兩分子的甲硼烷之間空軌道波函數疊加，產生一個含有假想電子的虛場，形成一種特殊的分子內作用力，我們稱為虛鍵（vain bond）。這樣一來，甲硼烷中的B原子得以以mp3雜化形式存在。
反應過程如下圖所示：
通過這一反應
，許多不能穩定存在的結構得以在現實中被製取與應用。經後續實驗發現，在參與其他反應時，虛鍵會自然斷裂，不消耗任何能量。另外，科學目測容易發現，B—B虛鍵的空間體積要大於普通的B—B單鍵，同時沒有反鍵軌道。
常見問題[編輯]
Q：二聚甲硼烷與乙硼烷有什麼區別嗎?
A：我很抱歉使用了可能引起誤會的描述，實際上，二聚甲硼烷的結構與乙硼烷的三中心二電子鍵沒有任何相關之處，在參與反應時，虛鍵會自然斷裂，不消耗任何能量（換言之，虛鍵的鍵能是0）。
Q：在沒有電子的情況下，作用力是如何產生的？
A：這是一個典型的碲球邏輯。在銻星，電子並不以「各人自掃門前雪」的形式存在，任何波函數不同，乃至能級不同的電子都可以完全平等地享有一切成鍵權利。這也是為什麼虛鍵不存在反鍵軌道：所有軌道都樂於參與到穩定二聚甲硼烷的工作中來。就像我在電子的有絲分裂中說的那樣，這裡體現了超理學對電子的人文主義關懷。
Q：零下1000℃是怎麼達到的？？？
A（毛玉菌）：在超理學中，這並不算是太難的工作。不過如果你一定想知道的話，我們當時請趙明毅先生在實驗室講了個笑話。
A（四氫呋喃）：值得一提的是，楊代師是第一個達到這個溫度的人，她當時大喊：「這個反應，無論是零度還是1000度還是零下1000度都可以進行。」
Q：為什麼圖示里的甲硼烷是重疊式的？
A：好吧……這個是我懶得轉了。
| 超鍵（超理鍵，超化學鍵） |
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曲鍵 · 氰鍵 · 臭鹵鍵 · 虛鍵 · 大σ鍵 · 鉍氟鍵 · 銻鍵 · 魔鍵 · 氦-銻超共軛魔鍵 · 粘滯鍵 · 汞-汞核鍵 · 鈇-芳鍵 · 鈈銻鍵 · 氯-氙鬼鍵 · 反引力鍵 |