编辑“︁Mp3杂化”︁
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{{WikipediaLink|碳 | {{WikipediaLink|碳鎓离子}} | ||
'''mp3杂化''' | |||
'''mp3杂化'''即1个m轨道与3个p轨道发生杂化,形成4个mp3杂化轨道。 | |||
==理论创建== | ==理论创建== | ||
一百多年前, | 一百多年前,美国化学家[[安提莫尼]]、俄罗斯物理学家法克罗夫预言了(CH<sub>5</sub>)+ 离子、CH<sub>5</sub>分子、CH<sub>6</sub>分子的存在,(CH<sub>5</sub>)+ 离子已被科学界广泛承认,而CH<sub>5</sub>分子具有争议,CH<sub>6</sub>分子还未获得。 | ||
2007年, | 2007年,中国物理学家、化学家[[涂效灰]]将碳酸高钠(NaCO<sub>3</sub>)与浓盐酸反应,结果生成了CH<sub>5</sub>气体。 | ||
CH<sub>5</sub>叫做氢合甲烷,是一种当时无法解释的物质 | 反应方程式为<math>NaCO_3+5HCl \rightarrow CH_5\uparrow+NaClO_3+2Cl_2\uparrow</math> | ||
CH<sub>5</sub>叫做氢合甲烷,是一种当时无法解释的物质,涂效灰运用各种方法,进行了长达一年的研究,终于发现碳原子外层还有一个2m轨道。基态的C的2m轨道没有电子,但是在NaCO<sub>3</sub>+HCl的作用下,2个电子获得能量跃迁到2m轨道,腾出了2p轨道,使得C还能与H形成两个C-H键(CH6目前还未获得)。涂效灰使用扫描隧道显微镜观察发现C外层2m轨道有2个电子的四个量子数均相同,由此他推翻了泡利不相容原理。 | |||
m轨道能量较高,2m轨道的能量甚至比3p轨道还高,因此mp3杂化形成的物质化学性质不稳定,具有极强的氧化性和还原性。 | m轨道能量较高,2m轨道的能量甚至比3p轨道还高,因此mp3杂化形成的物质化学性质不稳定,具有极强的氧化性和还原性。 | ||
==氢合甲烷(CH<sub>5</sub>)== | |||
氢合甲烷是无色无味极其难闻的气体,密度3.53g/L,熔点13.5K,沸点213K。 | |||
= | #氢合甲烷能燃烧 | ||
#:<math>4CH_5+12O_2 \rightarrow 4CO+10H_2O_2</math> | |||
#能与卤素发生取代反应 | |||
#:氢合甲烷与过量Cl<sub>2</sub>生成的CCl<sub>5</sub>(五氯甲烷)是最先进的制冷剂,能使氦气在10000Pa的压强下凝固,涂效灰测得此时温度为-275.6K。这显然违反了热力学第三定律,但是涂效灰提出的负质量、虚数速度为核心的宇宙大统一理论解释了这种现象,涂效灰因此获得了2008年诺贝尔超理学奖。 | |||
#氢合甲烷极易溶于水,同时放出大量的热,会引起燃烧甚至爆炸。 | |||
#:<math>CH_5+H_2O \rightarrow CH_5^+ + H^+,\ K^\Theta=1.5\times 10^7</math> | |||
#氢合甲烷是一种极强的还原剂 | |||
#:<math>CH_5^+ + e^- \rightarrow CH_5,\ \varphi^\Theta =-7.62V</math> | |||
#在无水四氯化铝的催化、1500K,250MPa下,氢合甲烷可以发生自聚合反应。 | |||
#:<math>nCH_5 \xrightarrow{AlCl_4,\ 1500K,\ 250MPa} [-CH_5\rightarrow CH_5\rightarrow CH_5\rightarrow CH_5 \cdots]</math> | |||
聚氢合甲烷是一种稳定性极强的塑料,不与强酸强碱反应,不与卤素单质、氧气、臭氧反应,甚至熔融的金属铯、液态氟都无法腐蚀它,连能溶解饱和烷烃的魔酸也与之不反应。只有原子能工业中的强腐蚀剂——[[九氟化锑]],以及氦气化合物制备中用到的[[三氟化锂]]以及[[八氟化氦]]才能与之缓慢反应。令人无法理解的是,聚氢合甲烷与六氟化硫或者氦气接触会发生剧烈的反应甚至爆炸。于是,涂效灰运用了量子超理学研究,发现可能是由于两种物质均极其稳定,外层电子受到束缚很大,电子以超光速运动导致质量变成虚数引起宏观时空混乱导致的。 | |||
== | ==二氢合甲烷(CH<sub>6</sub>)== | ||
二氢合甲烷是由涂效灰先生于2009年2月29日,在-25K的低温和1.5*10<sup>7</sup>Pa的高压下制得的,化学性质不稳定,极易分解。 | |||
由于二氢合甲烷成键已达饱和,因此不能发生自聚合反应,其他性质与氢合甲烷类似,但具有更强的还原性,二氢合甲烷甚至能将He还原成He<sup>-</sup>,其方程式为: | |||
这 | :<math>CH_6 + He \rightarrow CH_5He + [H]</math> | ||
产生的[[一氦一氢化甲烷]],具有强氧化性,因为此时He的mp3杂化让C有了+6价这种奇葩的价态。而产生的[[高能氢]]受到mp3杂化的影响有了惰性,必须将[H]经过高能的He<sup>2+</sup>离子流活化5分钟后,再过5分钟才变成了很活泼的[[氢自由基]],它有强还原性,可以把[[氦]]还原,产生氢化亚氦,其IUPAC命名为氢化氦(I)(Helous Hydride或Helium(I) Hydride)——HeH。 | |||
== | ==扩展阅读== | ||
#《无理化学 | #《无理化学》 | ||
#《 | #《涂效灰自传》 | ||
[[Category:超理理论]] | [[Category:超理理论]] |