序數 | -i | i | 2i | 3i | 4i | 5i | 更多 |
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元素 | M 鉾Sb | Ch Sb | Dc Sb | Six 䃤Sb | Hon 鉷Sb | Zh 磚Sb | ...Sb |
imported>境界面上的规范场论 小 →特殊化合物 |
imported>境界面上的规范场论 小 →鉲(IV)酸钠 |
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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。 | ||
=== 鉲 | === 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: | 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> | ||
=== 十二氟合鉲 | === 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>): | 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> |
鉲元素是一種超理元素,符號Ka,原子序數為250,有250個核外電子。
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+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。
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。
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]:
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
這是首次發現金屬與稀有氣體的離子化合物。
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:
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):
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。
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。
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。
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。
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。
氯化鉲(II)和氰化鈉反應,生成了淡綠色氰化亞鉲沉澱:
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。
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,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。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。
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。
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 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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