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「雷氧酸」：修訂間差異

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'''雷氧酸'''（Fulminoxylic acid），化学式HCNO<sub>2</sub>，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。
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'''雷氧酸'''（Fulminoxylic acid），化学式HCNO<sub>2</sub>，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==
==制备==
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：
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+O<sub>2</sub>====HCNO<sub>2</sub>
HCN+O<sub>2</sub>====HCNO<sub>2</sub>
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==结构==
==结构==
[[File:HCNO2.png|200px|right]]
雷氧酸一般的结构为HO-C<sup>-</sup>=N<sup>+</sup>=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。
雷氧酸一般的结构为HO-C<sup>-</sup>=N<sup>+</sup>=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。


#异雷氧酸：即羟亚氨基甲酮（Hydroxyliminomethanone），结构为HO-N=C=O，比雷氧酸更稳定。
#过氧氰酸（Peroxycyanic acid）：结构为HO-O-CN。<ref>[https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/18627785 PubChem 18627785]</ref>
#亚硝基甲醛（Nitrosoformaldehyde）：结构为O=CH-N=O。
#异雷氧酸：即羟亚氨基甲酮（Hydroxyliminomethanone），结构为HO-N=C=O。<ref>[https://www.chemspider.com/Chemical-Structure.10606725.html ChemSpider 10606725]</ref>
#Ketonitrone<ref>没有中文名。</ref>，结构为O<sup>+</sup>≡C-NH-O<sup>-</sup>。
#亚硝基甲醛（Nitrosoformaldehyde）：结构为O=CH-N=O。<ref>[https://www.chemspider.com/Chemical-Structure.15110399.html ChemSpider 15110399]</ref>
#λ6-亚氨基甲二酮，结构为HN=C(=O)=O。
#羰基硝酮（Ketonitrone），结构为O<sup>+</sup>≡C-NH-O<sup>-</sup>。<ref>[https://www.chemspider.com/Chemical-Structure.25936517.html ChemSpider 25936517]</ref>
#λ<sup>6</sup>-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==
===酸性===
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===
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。
{| class="wikitable"
! 雷氧酸分解 !! 亚氯酸分解
|-
| {{Chem|8HCNO2 = 6CO↑+6NO↑+(CN)2↑+2H2O}} || {{Chem|8HClO2 = 6ClO2↑+Cl2↑+2H2O}}
|-
| {{Chem|HCNO2 = HCN↑+O2↑}} || {{Chem|HClO2 = HCl↑+O2↑}}
|-
| {{Chem|3HCNO2 = 2NOCOOH+HCN↑}} || {{Chem|3HClO2 = 2HClO3+HCl↑}}
|-
| {{Chem|2HCNO2 = [[高氰酸|NO2COOH]]+HCN↑}} || {{Chem|2HClO2 = HClO4+HCl↑}}
|-
| {{Chem|2HCNO2 = H2O2+(CN)2↑+O2↑}} || {{Chem|2HClO2 = H2O2+Cl2↑+O2↑}}
|}
===氧化还原性===
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。
 
4HCNO<sub>2</sub>+SO<sub>2</sub>===4CO<sub>2</sub>+2N<sub>2</sub>+S+2H<sub>2</sub>O
 
碱性条件下，雷氧酸盐也有氧化性，产物可能是CN<sup>-</sup>、OCN<sup>-</sup>或NH<sub>3</sub>。
 
KCNO<sub>2</sub>+4KI+2H<sub>2</sub>O===KCN+4KOH+2I<sub>2</sub>↓
 
KCNO<sub>2</sub>+K<sub>2</sub>SO<sub>3</sub>==KOCN+K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>
 
===水解性===
雷氧酸水解生成硝基甲烷，或二氧化碳和羟胺：
 
{{Chem|HCNO2+H2O=CH3NO2}}
 
{{Chem|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==
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==
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。
 
==注释与参考==
<references/>
[[Category:酸]]
[[Category:无机化合物]]
[[Category:中强酸]]

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雷氧酸（Fulminoxylic acid），化學式HCNO2，又名氰(III)酸（Cyanic(III) acid），即氰的+3價含氧酸，擁有多種同分異構體。雷氧酸及其鹽均是易爆炸化學品。與其他鹵素的+3價含氧酸相似，雷氧酸極端不穩定。雷氧酸是中強酸，具有弱還原性。

製備[編輯]

將液態氰化氫與液氧在低溫高壓下等摩爾混合，加入氰化三氫（H3CN）作催化劑，即可生成雷氧酸：

HCN+O2====HCNO2

這是一個可逆反應，在上述條件下的平衡常數K≈250.5。

結構[編輯]

雷氧酸一般的結構為HO-C-=N+=O，即雷酸中的氫被羥基取代。此外，雷氧酸有至少4種同分異構體。

  1. 過氧氰酸（Peroxycyanic acid）：結構為HO-O-CN。[1]
  2. 異雷氧酸：即羥亞氨基甲酮（Hydroxyliminomethanone），結構為HO-N=C=O。[2]
  3. 亞硝基甲醛（Nitrosoformaldehyde）：結構為O=CH-N=O。[3]
  4. 羰基硝酮（Ketonitrone），結構為O+≡C-NH-O-。[4]
  5. λ6-亞氨基甲二酮，結構為HN=C(=O)=O。

上述結構的穩定性依次為：OCHNO > HONCO > OCNHO > HNCOO > HOCNO。

化學性質[編輯]

酸性[編輯]

雷氧酸的pKa為2.66，屬於中強酸。純淨的雷氧酸尚未製得。

不穩定性[編輯]

雷氧酸極不穩定，且易爆炸。標準條件下半衰期約為320s，分解產物多樣，以氰化氫、氧氣、一氧化碳、氮氣、水為主。雷氧酸的分解反應和亞氯酸相似。

雷氧酸分解 亞氯酸分解
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↑

氧化還原性[編輯]

雷氧酸中C為+4價，N為-1價，因此有一定還原性，被氧化後生成二氧化碳和氮氣。

4HCNO2+SO2===4CO2+2N2+S+2H2O

鹼性條件下，雷氧酸鹽也有氧化性，產物可能是CN-、OCN-或NH3。

KCNO2+4KI+2H2O===KCN+4KOH+2I2↓

KCNO2+K2SO3==KOCN+K2SO4

水解性[編輯]

雷氧酸水解生成硝基甲烷，或二氧化碳和羥胺：

HCNO2+H2O=CH3NO2

HCNO2+H2O=CO2+NH2OH

前一個反應的標準平衡常數K=125.5，後者則是K=10.85。

用途[編輯]

雷氧酸及其鹽目前沒有實際用途。某些星球計劃將其作為炸藥使用，但因為其毒性而難以實現。

管控[編輯]

雷氧酸及其鹽受到了著名超理學家委員會的較嚴格管控，不允許以任何形式私自生產、運輸和交易雷氧酸。

註釋與參考[編輯]

  1. ↑ PubChem 18627785
  2. ↑ ChemSpider 10606725
  3. ↑ ChemSpider 15110399
  4. ↑ ChemSpider 25936517
取自 "https://superscience.skywiki.org/wiki/雷氧酸?oldid=70387"