雷氧酸
雷氧酸（Fulminoxylic acid），化学式HCNO2，又名氰(III)酸（Cyanic(III) acid），即氰的+3价含氧酸，拥有多种同分异构体。雷氧酸及其盐均是易爆炸化学品。与其他卤素的+3价含氧酸相似，雷氧酸极端不稳定。雷氧酸是中强酸，具有弱还原性。
制备[编辑]
将液态氰化氢与液氧在低温高压下等摩尔混合，加入氰化三氢（H3CN）作催化剂，即可生成雷氧酸：
HCN+O2====HCNO2
这是一个可逆反应，在上述条件下的平衡常数K≈250.5。
结构[编辑]
雷氧酸一般的结构为HO-C-=N+=O，即雷酸中的氢被羟基取代。此外，雷氧酸有至少4种同分异构体。
- 过氧氰酸（Peroxycyanic acid）：结构为HO-O-CN。[1]
- 异雷氧酸：即羟亚氨基甲酮（Hydroxyliminomethanone），结构为HO-N=C=O。[2]
- 亚硝基甲醛（Nitrosoformaldehyde）：结构为O=CH-N=O。[3]
- 羰基硝酮（Ketonitrone），结构为O+≡C-NH-O-。[4]
- λ6-亚氨基甲二酮，结构为HN=C(=O)=O。
上述结构的稳定性依次为：OCHNO > HONCO > OCNHO > HNCOO > HOCNO。
化学性质[编辑]
酸性[编辑]
雷氧酸的pKa为2.66，属于中强酸。纯净的雷氧酸尚未制得。
不稳定性[编辑]
雷氧酸极不稳定，且易爆炸。标准条件下半衰期约为320s，分解产物多样，以氰化氢、氧气、一氧化碳、氮气、水为主。雷氧酸的分解反应和亚氯酸相似。
| 雷氧酸分解 | 亚氯酸分解 |
|---|---|
| 8HCNO2=6CO↑+6NO↑+(CN)2↑+2H2O | 8HClO2=6ClO2↑+Cl2↑+2H2O |
| HCNO2=HCN↑+O2↑ | HClO2=HCl↑+O2↑ |
| 3HCNO2=2NOCOOH+HCN↑ | 3HClO2=2HClO3+HCl↑ |
| 2HCNO2=NO2COOH+HCN↑ | 2HClO2=HClO4+HCl↑ |
| 2HCNO2=H2O2+(CN)2↑+O2↑ | 2HClO2=H2O2+Cl2↑+O2↑ |
氧化还原性[编辑]
雷氧酸中C为+4价，N为-1价，因此有一定还原性，被氧化后生成二氧化碳和氮气。
4HCNO2+SO2===4CO2+2N2+S+2H2O
碱性条件下，雷氧酸盐也有氧化性，产物可能是CN-、OCN-或NH3。
KCNO2+4KI+2H2O===KCN+4KOH+2I2↓
KCNO2+K2SO3==KOCN+K2SO4
水解性[编辑]
雷氧酸水解生成硝基甲烷，或二氧化碳和羟胺：
HCNO2+H2O=CH3NO2
HCNO2+H2O=CO2+NH2OH
前一个反应的标准平衡常数K=125.5，后者则是K=10.85。
用途[编辑]
雷氧酸及其盐目前没有实际用途。某些星球计划将其作为炸药使用，但因为其毒性而难以实现。
管控[编辑]
雷氧酸及其盐受到了著名超理学家委员会的较严格管控，不允许以任何形式私自生产、运输和交易雷氧酸。