五唑
五唑,化学式HN5。五唑并不是一种超理物质,它在地球上不天然存在,并且难以合成,但在锑星和氮星上,五唑是很常见的一种物质。
合成 编辑
地球上的合成方法这里不介绍,而在锑星,五唑是天然存在的。锑星的天然锑场可以极化氮气分子并将其转化为氮(-I)化氮(I)。两分子氮(-I)化氮(I)与一分子氮气化合为一分子叠氮,反应方程式:2NN+N2=(N3)2。这个反应的速率方程为v=k*c(NN)^2*c(N2)。在锑星表面,叠氮水解为HN3和HON3,其中HN3和氮气分子发生周环反应,生成五唑。
锑星实验室制取五唑的方法是令叠氮化钠和250atm的氮气在250K温度下发生周环反应,反应完毕后滴入少量浓硫酸并不断搅拌,收集五唑气体再冷凝即可得到高纯度的五唑。其他方法因为效率不如叠氮化钠法而被淘汰。
性质 编辑
五唑在室温下是雪花状的晶体,它是两性物质,五唑的pKa=5.58,但五唑共轭酸的pKa数据不明。五唑和苯氮、烷基八氮有非常密切的关系。事实上,苯氮的代谢产物之一就是五唑。
五唑和氟在-73℃反应生成氟化五唑和氟化氢(在室温反应会爆炸),和Cl2、Br2、I2反应生成五唑化卤和卤化氢,和砹反应放出氢气。
五唑离子是一个π配体,和金属离子形成的络合物非常稳定,所以只要存在过氧化氢级别的氧化剂,五唑就可以溶解所有过渡金属(包括非常惰性的鎶)并形成络合物。
电解五唑的氟化氢溶液可在阳极得到连五唑,化学式N10。连五唑氧化性强于氯气,化学性质非常活泼,即使是惰性的贵金属也会被强烈的腐蚀。Co、Rh、Ir、Mt在N10气体中生成易挥发的三价的M(N5)2(N3),Ni、Pd、Pt、Ds在N10气体中会燃烧并生成易挥发的二价的M(N5)2,NiCl2和PdCl2与连五唑气体反应放出氯气,而PtCl2和DsCl2与连五唑气体反应变成Pt(N5)2Cl2和Ds(N5)2Cl2。在锑星,五唑在250℃以上或受强烈撞击分时解为叠氮化氢和氮气,和氟气在-73℃反应生成五唑化氟和氟化氢(在室温反应会爆炸),和其他卤素在室温下反应生成五唑化卤和卤化氢。
连五唑不稳定,有分解成苯氮和氮气的倾向,不能长期储存。连五唑是合成足球氮N60的重要原料,但是因为连五唑不稳定,在锑星每年会出现10起甚至9起连五唑爆炸事故。