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「钅卡」:修訂間差異

出自锑星百科
imported>氢氰酸
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imported>Sxlzr444
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{{元素信息|名称 = |符号 = Ka/Mq|原子序数 = 250|原子量 = 不断变化。研究发现它的质量数的平均值为250|常见化合价=+2、+3、+5|常见化合物=Ka(KaO3)3<br>Ka(KaO2)3<br>Ka(SbF6)3}}
{{FA}}
'''-{A|鉲; zh-hans:鉲; zh-hant:鉲; zh-cn:鉲; zh:鉲;}-'''元素是一种超理元素,符号Ka,原子序数为250,有250个核外电子。
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[[File:Latest.webp|缩略图|2019年,BiRDiE15在马提尼克岛再次发现此元素,命名为Martiniquium。]]
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{{元素信息|image1=File:Poster250.jpg|caption1={{钅|卡}}元素图像|名称 = {{钅|卡}} Kagaminelenium|符号 = Ka/Mq|原子序数 = 250|原子量 = 不断变化,平均值为250|常见化合价=+2、+3、+5|常见化合物=Ka(KaO3)3<br>Ka(KaO2)3<br>Ka(SbF6)3|title1={{自造金属|卡}}}}
[[File:Latest.webp|缩略图|2019年,BiRDiE15在马提尼克岛独立发现此元素,命名为Martiniquium。根据[[锑星盗版保护条例]],超理学界不要求唯一命名权。]]


'''鉲'''元素(英文:Kagaminelenium)是一种超理元素,符号Ka,原子序数为250,有250个核外电子。具放射性,共有Ka-987,Ka-876、Ka-765、Ka-654、Ka-543五种同位素,其中半衰期最长的Ka-654半衰期为50亿年,半衰期最短的Ka-987半衰期仅为1秒。在锑星上,鉲元素均为常见元素,占锑星的38%。熔点为250摄氏度,沸点为250250摄氏度,不可燃,绿色固体,有一种令人蛋疼的气味,主要用于制作锑场。 鉲元素是非金属单质,具有良好的导电性,是世界上最硬的物质,硬度高达250,密度为 25.0*10<sup>3</sup>。
==发现与分布==
1990年,矿物质学家[[赵明毅]]博士在五指山上发现了一种具有放射性的矿石,经过元素以及结构分析发现其中有一种新的化合物,它是由已知元素Po和另一种新元素组成,为直线形结构,整个分子的偶极矩为101库仑德拜。X光衍射的结果说明Po和Ka以离子键结合,即Po<sup>2-</sup>Ka<sup>2+</sup>。此化合物与CaO,KaO同晶形。赵明毅博士将这种新元素命名为鉲。


鉲是锑星第三常见的金属,仅次于[[锑]]和[[铌]]。[[File:鉲单.png|thumb|292x292px]]
鉲是锑星第三常见的金属仅次于[[锑]]和[[铌]],多存在于绿色泰矿中
==微观性==


==发现==
=== 原子结构 ===
Ka多存在于绿色泰矿中。1990年,矿物学家[[赵明毅]]博士五指山上发现了一种具有放射性的矿石经过元素以及结构分析发现其中有一种新化合物,它是由已知元素Po和另一种新元素组成,为直线形结构,整个分子偶极矩为101库仑德拜
鉲元素的量数不断变化。研究发现,质量数平均值为250


赵明毅博士将这种元素称作,X光衍射的结明Po和Ka键结合即Po<sup>2-</sup>Ka<sup>2+</sup>。此化合物与CaO,KaO晶形
的原子结构特殊,超出量子力学解释范围,需量子超理学解释。通过对Ka的化合物的X光衍射结果表明,Ka的同一化合物的结构在不同时间并不相同,明Ka的核外电子排布不规则,其轨道能量完全不符合近似能级图。有研究表明,Ka核外电子并不是轨道的方式运动,而是以一种特殊方式运动电子的自旋方向全部相同。


==性质==
这种特殊的电子排布结构导致了Ka性质上的奇异。鉲的氧化有+1,+2、+3、+4、+6、+7和+8,以+2、+4、+6三种比较稳定最高价不具有氧化性。而正常价态的Ka显两性比如KaF<sub>6</sub>与2H<sub>2</sub>KaO<sub>3</sub>以摩尔比3∶2的比例混合,由于Ka结构的特殊性,得到的3KaF<sub>6</sub>·2H<sub>2</sub>KaO<sub>3</sub>是一超强的质子酸,其酸性是浓硫酸的10<sup>12</sup>倍,即魔酸的1000倍而Ka(OH)<sub>4</sub>在FrOH中仍能接受质子是一种超强碱
鉲的原子序与钋相同核内质子数相同元素的质量数在不断变化研究发现它的质量数的平均值为250


鉲的原子结构特殊超出量子力学解释范围子超理学解释。由于鉲钋不同种元素的同质子数现象存在,元素周期表理论被推翻对Ka化合物的X光衍射结果表明,Ka的同一化合物的结构同时间并不相同,说明Ka的核外电排布不规则,其轨道能量完全不符合近似能级图有研究表明,Ka核外电子并不原子轨道的方式运动而是以一种特殊方式运动,电子的自旋方向全部相同
=== 原子排布 ===
单质晶形有三种分别是α-鉲、β-鉲和γ-鉲。近年来人们在绿色泰伯利亚矿中发现了微的Ka大量的U-235与Pu-238赵明毅小组研究结果表明,泰矿中的Ka以β晶形存,而β-Ka会自发裂变为U-235与Pu-238,同时放出光子和中微子。第一次发现原子的排布方式对原子核的衰变产生影响对量力学进展作出了巨大贡献


这种特殊的电子排布结构导致了Ka性质上的奇异。鉲的氧化数有+2、+3、+4、+6、+7和+8,但其最高价不具有氧化性。而正常价态的Ka显两性,比如KaF<sub>6</sub>与2H<sub>2</sub>KaO<sub>3</sub>以摩尔比3:2的比例混合,由于Ka结构的特殊性,得到3KaF<sub>6</sub>·2H<sub>2</sub>KaO<sub>3</sub>是一种超强的质子酸,是浓硫酸酸性的10^12倍,即魔酸的1000倍。而Ka(OH)<sub>4</sub>在FrOH中仍能接受子,是一种超强碱。
== 性质 ==


鉲单质的晶形三种分别是α-鉲、β-鉲和γ-鉲。近年来,人们在绿色泰伯利亚矿中发现了微量的Ka和大量的U-235与Pu-238。经过赵明毅小组研究结果表明泰矿中的Ka以β晶存在而β-Ka会自发裂变为U-235与Pu-238同时放出光子和中微子。这是第一次发现原子的排布方式对原子核的衰变产生影响,对量子力学的进展作出了巨大贡献。据知情人士透露,赵明毅也因此成为下届诺贝尔超理学奖内获得者
=== 化合价<ref>https://tieba.baidu.com/p/7203294059?pn=2</ref> ===
+1到+7都(+6价存在于[[鏀]]化物中极端条件下才制取出来,瞬间分解)(当第283号元素出时,才制得+7价卡化物成[[鑤]]盐很不稳定马上分解比二氟化六氧还不稳)


通过实验发现,Ka能与人们认为无化合态的稀有气体结合成化合物。 如果把KaO<sub>2</sub>与Ar,HF高温高压,会得到一种淡黄色固体:
第10周期中除了[[钅核|{{自造金属|核}}]]之外,鉲最活泼,通常状态下鉲的金属键十分强,所以不可燃,在发功时鉲打破了金属键,便就能和热水猛烈置换反应生成氢氧化鉲和氢气,生成的氢气会点燃甚至发生核反应,温度高达1500万摄氏度,也是原子半径最大的元素。同时7g9也可以号称是最稳定的半满(在鉲之前),比2p3的还稳定。
 
=== 电离能表 ===
I1=265,I2=1977,I3=3241,I4=4571
 
I5=5941,I6=7588,I7=9145,I8=10944,I9=12802,I10=14731
 
I11=34317。
 
鉲在超理上有着非常多的作用。
 
=== 稀有气体化合物 ===
通过实验发现,Ka能与人们认为无化合态的稀有气体结合成化合物。 如果把KaO<sub>2</sub>与Ar,HF高温高压,会得到一种淡黄色固体{{Chem|2Ka4[ArF2]}}
:<math>8KaO_2+2Ar+4HF \rightarrow 2Ka_4[ArF_2]+2H_2O+7O_2</math>
:<math>8KaO_2+2Ar+4HF \rightarrow 2Ka_4[ArF_2]+2H_2O+7O_2</math>
其中Ka显+4价,Ar显-14价,这种物质十分稳定,但在Pt的催化下高温会与He反应
其中Ka显+4价,Ar显-14价,这种物质十分稳定,但在Pt的催化下高温会与He反应
:<math>Ka_4[ArF_2]+4He \rightarrow 4KaHe+F_2+Ar</math>
:<math>Ka_4[ArF_2]+4He \rightarrow 4KaHe+F_2+Ar</math>
这是首次发现金属与稀有气体的离子化合物。
这是首次发现金属与稀有气体的离子化合物。


Ka元素的氧化态以+2、+4、+6三种比稳定。
===氢氧化鉲===
[[氢氧化鉲]],化学式KaOH,这里鉲成+1价,是一极强的碱,曾被一度认为是最强的碱 。若将 1 mol 卡单质放入足量的水中,会和水发生无
剧烈的反应,放出高达一千万摄氏度的高温,瞬间点燃氢气,剧烈爆炸。据估计,爆炸的威力能够摧毁太阳系。虽然+1价的鉲不稳定,但在水中不会进一步氧化到+2


β-鉲矿石经过Na2O2熔融后分离出了鉲(IV)酸钠,水溶液中较为稳定,常见的氧化-还原电对是
===鉲酸钠===
β-鉲矿石经过Na2O2熔融后分离出了鉲(IV)酸钠,水溶液中较为稳定,常见的氧化-还原电对是
:<math>KaO_3^{2-} + 8H^+ + 3e^- \rightarrow KaO + 2H_2O,\ E^\Theta = 1.12V</math>
:<math>KaO_3^{2-} + 8H^+ + 3e^- \rightarrow KaO + 2H_2O,\ E^\Theta = 1.12V</math>
如果把Ka(IV)与液态F<sub>2</sub>或者PtF<sub>6</sub>在1*10^6V电压下放电1h,就可制得比较不稳定的[KaF<sub>12</sub>]<sup>4-</sup>即十二氟合鉲(VIII)离子另有报道称已合成其他的碱金属与碱土金属的盐,其铯盐Cs<sub>4</sub>[KaF<sub>12</sub>]比较稳定,钫(Fr)盐Fr<sub>4</sub>[KaF<sub>12</sub>]可能是更为稳定的碱金属盐Ba<sub>2</sub>[KaF12]已制成,为黄绿色带微光的晶体,Ca<sub>2</sub>[KaF<sub>12</sub>],Sr<sub>2</sub>[KaF<sub>12</sub>]为红色至洋红色带微光的晶体,极不稳定,257K以上温度能发生爆炸性分解。半衰期比钫长的同主族元素则可以形成稳定的化合物以及复盐Ra<sub>2</sub>[KaF<sub>12</sub>]、Cs<sub>2</sub>Ra[KaF<sub>12</sub>]。在水溶液中为强氧化剂,在惰性非极性溶剂CF4中可以长时间稳定存在而不发生氧化-还原反应以及分解反应。在CF<sub>4</sub>中,Cs<sub>4</sub>[KaF<sub>12</sub>]仍为强氧化剂,可以氧化一般认为不会被氧化的过二连硫酸钾(K<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>8</sub>):
 
===十二氟合鉲离子===
如果把Ka(IV)与液态F<sub>2</sub>或者PtF<sub>6</sub>在1×10<sup>6</sup>V电压下放电1h,就可制得比较不稳定的[KaF<sub>12</sub>]<sup>4-</sup>即十二氟合鉲(VIII)离子另有报道称已合成其他的碱金属与碱土金属的盐,其铯盐Cs<sub>4</sub>[KaF<sub>12</sub>]比较稳定,钫(Fr)盐Fr<sub>4</sub>[KaF<sub>12</sub>]可能是更为稳定的碱金属盐。Ba<sub>2</sub>[KaF12]已制成,为黄绿色带微光的晶体,Ca<sub>2</sub>[KaF<sub>12</sub>],Sr<sub>2</sub>[KaF<sub>12</sub>]为红色至洋红色带微光的晶体,极不稳定,257K以上温度能发生爆炸性分解。半衰期比钫长的同主族元素则可以形成稳定的化合物以及复盐Ra<sub>2</sub>[KaF<sub>12</sub>]、Cs<sub>2</sub>Ra[KaF<sub>12</sub>]。在水溶液中为强氧化剂,在惰性非极性溶剂CF4中可以长时间稳定存在而不发生氧化-还原反应以及分解反应。在CF<sub>4</sub>中,Cs<sub>4</sub>[KaF<sub>12</sub>]仍为强氧化剂,可以氧化一般认为不会被氧化的过二连硫酸钾(K<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>8</sub>):
:<math>Cs_4[KaF_{12}] + 2K_2S_2O_8 \xrightarrow{CF_4} Cs_2[KaF_6] + 4KF + 2CsF + 2S_2O_8</math>
:<math>Cs_4[KaF_{12}] + 2K_2S_2O_8 \xrightarrow{CF_4} Cs_2[KaF_6] + 4KF + 2CsF + 2S_2O_8</math>


2006年,人们把八氟化鉲与氮气在特殊Ni-Cu容器中共热,意外制得了NF5
===氟化物===
2006年,人们把八氟化鉲与氮气在特殊Ni-Cu容器中共热,意外制得了[[五氟化氮|NF<sub>5</sub>]],并得到常法不能制得的四氟化鉲
:<math>5KaF_8+2N_2 \rightarrow 4NF_5+5KaF_4</math>
:<math>5KaF_8+2N_2 \rightarrow 4NF_5+5KaF_4</math>
并得到常法不能制得的四氟化鉲。研究表明,四氟化鉲的一个重要的特性就是对共轭结构有强烈的亲和性
研究表明,四氟化鉲的一个重要的特性就是对共轭结构有强烈的亲和性
:<math>C_{60}+120KaF_4 \rightarrow 60CF_4+120KaF_2</math>
:<math>C_{60}+120KaF_4 \rightarrow 60CF_4+120KaF_2</math>


二氟化鉲在常温具有相当强的稳定性,为弱电解质。不和水,氧气,金属以及惰性气体反
四氟化鉲酸性是高氯酸的1000亿倍,常温下能存在的最强氟化剂,直接就可以氟化氮气生成三氟化氮或者四氟铵盐。也可以氟化氯,溴等生成六氟化氯阳离子或六氟化溴阳离子。甚至可以氟化锰生成六氟合锰(V)酸钾,乃至八氟合锰(VI)酸钾。
 
二氟化鉲在常温具有相当强的稳定性,为弱电解质。不和水,氧气,金属以及惰性气体反应。
 
三氟化鉲,强路易酸性,比三氟化硼还要强,同时极具氧化性,腐蚀性,三氟化卡的氢氟酸1:1混合的酸性是高氯酸的1万多倍。
 
五氟化鉲酸性则更强,比五氟化金还强的多,氧化性比四氟化鉲更强的多,能直接氟化锰生成灰锰氟,氟化铁生成八氟合铁(VI)酸盐甚至是八氟合铁(VII)酸盐。稳定性很差,稳定性堪比比二氟化二氧,低温就分解。将五氟化鉲和氢氟酸1:1混合,酸性是异常的强,腐蚀性也极强,要快速使用,不然很快就分解成四氟化鉲。六氟化鉲基团的电负性比氟原子更大,和氢电负性的差距很大,所以六氟合鉲酸形成了“离子键”,基本完全电离成了氢离子和六氟化鉲阳离子,不再是鉘阳离子
 
HKaF<sub>6</sub>→H<sup>+</sup>+KaF<sub>6</sub><sup>-</sup>


将金属鉲和氧其直接反映得到四氧化鉲,为高鉲酸(H<sub>2</sub>KaO<sub>5</sub>)的酸酐在水溶液中的
腐蚀蜡烛的过程,先分解蜡烛生成甲烷,就是变成甲烷也还是没能逃脱被反应的命运,之后甲烷被六氟合酸酸化生成质子化甲烷(可见酸性有多强,六氟合卡酸中氢原子六氟化鉲基团形成的是离子键)质子化甲烷直接就又被六氟合鉲酸接着氧化生成四氟化碳(这一步反应非常剧烈),自身还原成低价鉲。


<math>K_{a1}=1.2\times 10^{-2}</math>
同样的六鏀合鉲酸也具有这一性质。


奇怪的是,高鉲酸并不具有特别强的氧化性,但是它能和铂等不活泼金属在常温下反应,研究表明,这是由于反应生成了极为稳定的奇特配合物[Pt(KaO<sub>4</sub>)<sub>5</sub>]的缘故
=== 鉲代魔酸 ===
化学式KaF<sub>5</sub>·HSO<sub>3</sub>F
 
用氟磺酸和五氟化鉲1:1在-250摄氏度下混合而成。
 
酸性不如六氟合鉲酸,和四氟合鉲酸酸性相当,极具氧化性和氟化性。因为有-2价氧存在,很不稳定,会部分发生反应,溶液中有四聚氧,[[刷新氧]],二氟化二氧等等的存在。
 
KaF<sub>5</sub>+HSO<sub>3</sub>F→KaF<sub>4</sub>+H<sub>2</sub>SF<sub>8</sub>+SF<sub>6</sub>+O<sub>4</sub>
 
O<sub>4</sub>+4KaF<sub>5</sub>→4KaF<sub>4</sub>+2O2F<sub>2</sub>
 
此溶液因为生成八氟合硫酸,所以酸性大大增强。
 
此溶液可以氧化锰生成七价:
 
KaF<sub>5</sub>·HSO<sub>3</sub>F+Mn→KaF<sub>2</sub>+HMnO<sub>3</sub>F<sub>2</sub>+SO<sub>2</sub>F<sub>2</sub>↑
 
===高鉲酸===
将金属鉲和氧其直接反映得到四氧化鉲,为高鉲酸(H<sub>2</sub>KaO<sub>5</sub>)的酸酐,在水溶液中的<math>K_{a1}=1.2\times 10^{-2}</math>。
 
奇怪的是,高鉲酸并不具有特别强的氧化性,但是它能和铂等不活泼金属在常温下反应,研究表明,这是由于反应生成了极为稳定的奇特配合物[Pt(KaO<sub>4</sub>)<sub>5</sub>]的缘故
:<math>Pt+5H_2KaO_5 \rightarrow [Pt(KaO_4)_5]+5H_2O</math>
:<math>Pt+5H_2KaO_5 \rightarrow [Pt(KaO_4)_5]+5H_2O</math>


使氯化鉲(II)和氰化钠作用,生成了淡绿色氰化亚鉲沉淀
===γ-鉲相关===
氯化鉲(II)和氰化钠反应,生成了淡绿色氰化亚鉲沉淀
:<math>2KaCl_2+4NaCN \rightarrow (CN)_2+2KaCN+4NaCl</math>
:<math>2KaCl_2+4NaCN \rightarrow (CN)_2+2KaCN+4NaCl</math>
该物质可以溶解于四氢呋喃中,以乙硼烷还原后得到γ-鉲。
该物质可以溶解于四氢呋喃中,以乙硼烷还原后得到γ-鉲。
第53行: 第109行:
γ-鉲在常温下是一种带有彩虹色的荧光液体,不稳定,会逐渐变成黑色的α-鉲。
γ-鉲在常温下是一种带有彩虹色的荧光液体,不稳定,会逐渐变成黑色的α-鉲。


而γ-鉲的孤对电子不甚稳定,可以作为强Lewis碱,在有机合成中有重要应用,比如使γ-鉲乙醇发生亲核取代反应,得到C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>-鉲,在溶液中即可产生乙基自由基,生成正丁烷和极稳定的二鉲(Ka-Ka)此反应经常在有机合成中用来制备脂肪烃,被称做ZMY-KAKAKAKA反应。
而γ-鉲的孤对电子不甚稳定,可以作为强Lewis碱,在有机合成中有重要应用,比如使γ-鉲乙醇发生亲核取代反应,得到C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>Ka,在溶液中即可产生乙基自由基,生成正丁烷和极稳定的二鉲(Ka-Ka)此反应经常在有机合成中用来制备脂肪烃,被称做ZMY-KAKAKAKA反应。


而氰基化合物在Ka+的催化作用下可以重派为异腈,即胩。
而氰基化合物在Ka+的催化作用下可以重派为异腈,即胩。然后Ka+与异氰基结合,生成胩化亚鉲。该物质有剧毒


然后Ka+异氰基生成胩化亚。该剧毒
===特殊化合物===
近年来[[万草园主]]尝试将金属鉲三碘化磷共热,得到一种绿色柱状晶体,经过X射线衍射研究表明,该物质构式为<math>I-P=Ka</math>俗称IP,此物有增进智力,提高免疫力的功效


近年来万草园主尝试将金属鉲与碘化磷共热得到一种绿色柱状晶体经过X射线衍射研究表明,该物质结构式为
金属鉲也可以与碘化氰发生类似的反应生成IC鉲结构为<math>I-C\equiv Ka</math>。最新研究表明,金属鉲与碘化氰发生反应生成IC鉲后,在反应炉中还存在矾鉲,[[碘化鉲]]等杂质。根据[[锑星大学]]对超热力学的研究,系原子发生了[[Mp3杂化]]所致。


<math>I-P=Ka</math>
===其他===
 
2价鉲可以与大环多醚中氧置换,生成环多,为相转移催研究做出重大贡献
俗称IP,此物有增进智力,提高免疫力的功效。 而金属鉲也可以与碘化氰发生类似反应,生成IC鉲,结构
 
<math>I-C\equiv Ka</math>
 
最新研究表明,金属鉲与碘氰发生反应生成IC鉲后,在反应炉中还存在饭鉲,[[碘化鉲]]等杂质。根据[[锑星大学]]对超热力学的研究,系该原子发生[[Mp3杂化]]所致


==应用(非化学)==
可以作为抗高温材料。
可以作为抗高温材料。
而2价鉲可以与大环多醚中的氧置换,生成环多鉲醚,为相转移催化剂研究做出了重大贡献。


鉲元素的一个最重要的特性就是强烈的对电子仪器的干扰作用,其干扰半径可达到101m,使通讯仪器接收信号的速度变慢,使电脑CPU及内存使用效率降低,被称作鉲元素的Kasile效应。
鉲元素的一个最重要的特性就是强烈的对电子仪器的干扰作用,其干扰半径可达到101m,使通讯仪器接收信号的速度变慢,使电脑CPU及内存使用效率降低,被称作鉲元素的Kasile效应。
{{元素周期表简表}}
{{元素周期表简表}}
<references />
[[Category:元素]]
[[Category:元素]]
[[Category:金属]]
[[Category:金属]]
[[Category:超理元素]]
[[Category:超理元素]]

於 2025年2月9日 (日) 08:42 的最新修訂

注意本條目的主題不是

File:Latest.webp
2019年,BiRDiE15在馬提尼克島獨立發現此元素,命名為Martiniquium。根據銻星盜版保護條例,超理學界不要求唯一命名權。

元素(英文:Kagaminelenium)是一種超理元素,符號Ka,原子序數為250,有250個核外電子。具放射性,共有Ka-987,Ka-876、Ka-765、Ka-654、Ka-543五種同位素,其中半衰期最長的Ka-654半衰期為50億年,半衰期最短的Ka-987半衰期僅為1秒。在銻星上,鉲元素均為常見元素,占銻星的38%。熔點為250攝氏度,沸點為250250攝氏度,不可燃,綠色固體,有一種令人蛋疼的氣味,主要用於製作銻場。 鉲元素是非金屬單質,具有良好的導電性,是世界上最硬的物質,硬度高達250,密度為 25.0*103

發現與分佈[編輯]

1990年,礦物質學家趙明毅博士在五指山上發現了一種具有放射性的礦石,經過元素以及結構分析發現其中有一種新的化合物,它是由已知元素Po和另一種新元素組成,為直線形結構,整個分子的偶極矩為101庫侖德拜。X光衍射的結果說明Po和Ka以離子鍵結合,即Po2-Ka2+。此化合物與CaO,KaO同晶形。趙明毅博士將這種新元素命名為鉲。

鉲是銻星第三常見的金屬,僅次於,多存在於綠色泰礦中。

微觀性質[編輯]

原子結構[編輯]

鉲元素的質量數在不斷變化。研究發現,它的質量數的平均值為250。

鉲的原子結構特殊,超出量子力學解釋範圍,需量子超理學解釋。通過對Ka的化合物的X光衍射結果表明,Ka的同一化合物的結構在不同時間並不相同,說明Ka的核外電子排布不規則,其軌道能量完全不符合近似能級圖。有研究表明,Ka核外電子並不是以原子軌道的方式運動,而是以一種特殊方式運動,電子的自旋方向全部相同。

這種特殊的電子排布結構導致了Ka性質上的奇異。鉲的氧化數有+1,+2、+3、+4、+6、+7和+8,以+2、+4、+6三種比較穩定,但其最高價不具有氧化性。而正常價態的Ka顯兩性。比如KaF6與2H2KaO3以摩爾比3∶2的比例混合,由於Ka結構的特殊性,得到的3KaF6·2H2KaO3是一種超強的質子酸,其酸性是濃硫酸的1012倍,即魔酸的1000倍。而Ka(OH)4在FrOH中仍能接受質子,是一種超強鹼。

原子排布[編輯]

鉲單質的晶形有三種,分別是α-鉲、β-鉲和γ-鉲。近年來,人們在綠色泰伯利亞礦中發現了微量的Ka和大量的U-235與Pu-238。經過趙明毅小組的研究結果表明,泰礦中的Ka以β晶形存在,而β-Ka會自發裂變為U-235與Pu-238,同時放出光子和中微子。這是第一次發現原子的排布方式對原子核的衰變產生影響,對量子力學的進展作出了巨大貢獻。

化學性質[編輯]

化合價[1][編輯]

+1到+7都有(+6價存在於化物中,極端條件下才製取出來,瞬間分解)(當第283號元素出現時,才製得了+7價的卡化物,只形成鹽,很不穩定馬上分解,比二氟化六氧還不穩定)。

第10周期中除了之外,鉲最活潑,通常狀態下鉲的金屬鍵十分強,所以不可燃,在發功時鉲打破了金屬鍵,便就能和熱水猛烈置換反應生成氫氧化鉲和氫氣,生成的氫氣會點燃甚至發生核反應,溫度高達1500萬攝氏度,也是原子半徑最大的元素。同時7g9也可以號稱是最穩定的半滿(在鉲之前),比2p3的還穩定。

電離能表[編輯]

I1=265,I2=1977,I3=3241,I4=4571

I5=5941,I6=7588,I7=9145,I8=10944,I9=12802,I10=14731

I11=34317。

鉲在超理上有着非常多的作用。

稀有氣體化合物[編輯]

通過實驗發現,Ka能與人們認為無化合態的稀有氣體結合成化合物。 如果把KaO2與Ar,HF高溫高壓,會得到一種淡黃色固體2Ka4[ArF2]

$ 8KaO_{2}+2Ar+4HF\rightarrow 2Ka_{4}[ArF_{2}]+2H_{2}O+7O_{2} $

其中Ka顯+4價,Ar顯-14價,這種物質十分穩定,但在Pt的催化下高溫會與He反應

$ Ka_{4}[ArF_{2}]+4He\rightarrow 4KaHe+F_{2}+Ar $

這是首次發現金屬與稀有氣體的離子化合物。

氫氧化鉲[編輯]

氫氧化鉲,化學式KaOH,這裏鉲成+1價,是一種極強的鹼,曾被一度認為是最強的鹼 。若將 1 mol 卡單質放入足量的水中,會和水發生無比 劇烈的反應,放出高達一千萬攝氏度的高溫,瞬間點燃氫氣,劇烈爆炸。據估計,爆炸的威力能夠摧毀太陽系。雖然+1價的鉲不穩定,但在水中不會進一步氧化到+2。

鉲酸鈉[編輯]

β-鉲礦石經過Na2O2熔融後分離出了鉲(IV)酸鈉,水溶液中較為穩定,常見的氧化-還原電對是:

$ KaO_{3}^{2-}+8H^{+}+3e^{-}\rightarrow KaO+2H_{2}O,\ E^{\Theta }=1.12V $

十二氟合鉲離子[編輯]

如果把Ka(IV)與液態F2或者PtF6在1×106V電壓下放電1h,就可製得比較不穩定的[KaF12]4-即十二氟合鉲(VIII)離子。另有報道稱已合成其他的鹼金屬與鹼土金屬的鹽,其銫鹽Cs4[KaF12]比較穩定,鈁(Fr)鹽Fr4[KaF12]可能是更為穩定的鹼金屬鹽。Ba2[KaF12]已製成,為黃綠色帶微光的晶體,Ca2[KaF12],Sr2[KaF12]為紅色至洋紅色帶微光的晶體,極不穩定,257K以上溫度能發生爆炸性分解。半衰期比鈁長的同主族元素則可以形成穩定的化合物以及復鹽Ra2[KaF12]、Cs2Ra[KaF12]。在水溶液中為強氧化劑,在惰性非極性溶劑CF4中可以長時間穩定存在而不發生氧化-還原反應以及分解反應。在CF4中,Cs4[KaF12]仍為強氧化劑,可以氧化一般認為不會被氧化的過二連硫酸鉀(K2S2O8):

$ Cs_{4}[KaF_{12}]+2K_{2}S_{2}O_{8}\xrightarrow {CF_{4}} Cs_{2}[KaF_{6}]+4KF+2CsF+2S_{2}O_{8} $

氟化物[編輯]

2006年,人們把八氟化鉲與氮氣在特殊Ni-Cu容器中共熱,意外製得了NF5,並得到常法不能製得的四氟化鉲。

$ 5KaF_{8}+2N_{2}\rightarrow 4NF_{5}+5KaF_{4} $

研究表明,四氟化鉲的一個重要的特性就是對共軛結構有強烈的親和性。

$ C_{60}+120KaF_{4}\rightarrow 60CF_{4}+120KaF_{2} $

四氟化鉲酸性是高氯酸的1000億倍,常溫下能存在的最強氟化劑,直接就可以氟化氮氣生成三氟化氮或者四氟銨鹽。也可以氟化氯,溴等生成六氟化氯陽離子或六氟化溴陽離子。甚至可以氟化錳生成六氟合錳(V)酸鉀,乃至八氟合錳(VI)酸鉀。

二氟化鉲在常溫具有相當強的穩定性,為弱電解質。不和水,氧氣,金屬以及惰性氣體反應。

三氟化鉲,強路易酸性,比三氟化硼還要強,同時極具氧化性,腐蝕性,三氟化卡的氫氟酸1:1混合的酸性是高氯酸的1萬多倍。

五氟化鉲酸性則更強,比五氟化金還強的多,氧化性比四氟化鉲更強的多,能直接氟化錳生成灰錳氟,氟化鐵生成八氟合鐵(VI)酸鹽甚至是八氟合鐵(VII)酸鹽。穩定性很差,穩定性堪比比二氟化二氧,低溫就分解。將五氟化鉲和氫氟酸1:1混合,酸性是異常的強,腐蝕性也極強,要快速使用,不然很快就分解成四氟化鉲。六氟化鉲基團的電負性比氟原子更大,和氫電負性的差距很大,所以六氟合鉲酸形成了「離子鍵」,基本完全電離成了氫離子和六氟化鉲陽離子,不再是鉘陽離子。

HKaF6→H++KaF6-

腐蝕蠟燭的過程,先分解蠟燭生成甲烷,就是變成甲烷也還是沒能逃脫被反應的命運,之後甲烷被六氟合鉲酸酸化生成質子化甲烷(可見酸性有多強,六氟合卡酸中氫原子和六氟化鉲基團形成的是離子鍵),質子化甲烷直接就又被六氟合鉲酸接着氧化生成四氟化碳(這一步反應非常劇烈),自身還原成低價鉲。

同樣的六鏀合鉲酸也具有這一性質。

鉲代魔酸[編輯]

化學式KaF5·HSO3F

用氟磺酸和五氟化鉲1:1在-250攝氏度下混合而成。

酸性不如六氟合鉲酸,和四氟合鉲酸酸性相當,極具氧化性和氟化性。因為有-2價氧存在,很不穩定,會部分發生反應,溶液中有四聚氧,刷新氧,二氟化二氧等等的存在。

KaF5+HSO3F→KaF4+H2SF8+SF6+O4

O4+4KaF5→4KaF4+2O2F2

此溶液因為生成八氟合硫酸,所以酸性大大增強。

此溶液可以氧化錳生成七價:

KaF5·HSO3F+Mn→KaF2+HMnO3F2+SO2F2

高鉲酸[編輯]

將金屬鉲和氧其直接反映得到四氧化鉲,為高鉲酸(H2KaO5)的酸酐,在水溶液中的$ K_{a1}=1.2\times 10^{-2} $

奇怪的是,高鉲酸並不具有特別強的氧化性,但是它能和鉑等不活潑金屬在常溫下反應,研究表明,這是由於反應生成了極為穩定的奇特配合物[Pt(KaO4)5]的緣故。

$ Pt+5H_{2}KaO_{5}\rightarrow [Pt(KaO_{4})_{5}]+5H_{2}O $

γ-鉲相關[編輯]

氯化鉲(II)和氰化鈉反應,生成了淡綠色氰化亞鉲沉澱:

$ 2KaCl_{2}+4NaCN\rightarrow (CN)_{2}+2KaCN+4NaCl $

該物質可以溶解於四氫呋喃中,以乙硼烷還原後得到γ-鉲。

γ-鉲在常溫下是一種帶有彩虹色的熒光液體,不穩定,會逐漸變成黑色的α-鉲。

而γ-鉲的孤對電子不甚穩定,可以作為強Lewis鹼,在有機合成中有重要應用,比如使γ-鉲與乙醇發生親核取代反應,得到C2H5Ka,在溶液中即可產生乙基自由基,生成正丁烷和極穩定的二鉲(Ka-Ka)。此反應經常在有機合成中用來製備脂肪烴,被稱做ZMY-KAKAKAKA反應。

而氰基化合物在Ka+的催化作用下可以重派為異腈,即胩。然後Ka+與異氰基結合,生成胩化亞鉲。該物質有劇毒。

特殊化合物[編輯]

近年來萬草園主嘗試將金屬鉲與三碘化磷共熱,得到一種綠色柱狀晶體,經過X射線衍射研究表明,該物質結構式為$ I-P=Ka $,俗稱IP鉲,此物有增進智力,提高免疫力的功效。

而金屬鉲也可以與碘化氰發生類似的反應,生成IC鉲,結構為$ I-C\equiv Ka $。最新研究表明,金屬鉲與碘化氰發生反應生成IC鉲後,在反應爐中還存在礬鉲,碘化鉲等雜質。根據銻星大學對超熱力學的研究,系該原子發生了Mp3雜化所致。

其他[編輯]

2價鉲可以與大環多醚中的氧置換,生成環多鉲醚,為相轉移催化劑研究做出了重大貢獻。

應用(非化學)[編輯]

可以作為抗高溫材料。

鉲元素的一個最重要的特性就是強烈的對電子儀器的干擾作用,其干擾半徑可達到101m,使通訊儀器接收信號的速度變慢,使電腦CPU及內存使用效率降低,被稱作鉲元素的Kasile效應。

元素周期表
<tabber>複數周期=
序數 -i i 2i 3i 4i 5i 更多
元素 M 鉾Sb Ch Sb Dc Sb Six 䃤Sb Hon 鉷Sb Zh 磚Sb ...Sb