mp3杂化

mp3杂化，即同一原子内1个nm轨道与3个np轨道发生杂化（n表示电子层数），形成4个mp3杂化轨道的过程。所形成的轨道即为mp3杂化轨道。由于涂效灰也是卓越的超理学家，mp3杂化被认为是超理学的一大重要发现。

理论创建

一百多年前，美国化学家安提莫尼·琉鹏、俄罗斯物理学家法克罗夫·毕持预言了(CH₅)⁺ 离子、CH₅分子、CH₆分子的存在，(CH₅)⁺ 离子已被科学界广泛承认，而CH₅分子具有争议，CH₆分子还未获得。

2007年，中国物理学家、化学家涂效灰将碳酸高钠（NaCO₃）与浓盐酸反应，结果生成了CH₅气体：$ NaCO_{3}+5HCl\rightarrow CH_{5}\uparrow +NaClO_{3}+2Cl_{2}\uparrow $

CH₅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NaCO₃+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当时还未获得）。涂效灰使用气功增强扫描隧道显微镜（Qigong-enhanced Scanning Tunneling Microscope）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。

氢合甲烷（CH₅）

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。

1. 氢合甲烷能燃烧

   $ 4CH_{5}+12O_{2}\rightarrow 4CO+10H_{2}O_{2} $

2. 能与卤素发生取代反应

   氢合甲烷与过量Cl₂生成的CCl₅（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，涂效灰因此荣获2008年诺贝尔超理学奖。

3. 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。

   $ CH_{5}+H_{2}O\rightarrow CH_{5}^{+}+H^{+},\ K^{\Theta }=1.5\times 10^{7} $

4. 氢合甲烷是一种极强的还原剂

   $ CH_{5}^{+}+e^{-}\rightarrow CH_{5},\ \varphi ^{\Theta }=-7.62V $

5. 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。

   $ nCH_{5}\xrightarrow {AlCl_{4},\ 1500K,\ 250MPa} [-CH_{5}\rightarrow CH_{5}\rightarrow CH_{5}\rightarrow CH_{5}\cdots ] $

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（CH₆）

主条目：高烷

二氢合甲烷是由涂效灰先生于2009年2月29日，在-25.0K的低温和1.5*10⁷Pa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^-，其方程式为：

$ CH_{6}+He\rightarrow CH_{5}He+[H] $

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He²⁺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。

s_m反应

这是利用碳原子的2m轨道进行的一种取代反应，可以取代四级碳上的基团。详见词条：Sm反应

参考文献

1. 《无理化学(第四版)》
2. 《涂效灰自传》