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全氟六键硫烷

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结构

全氟六键硫烷可以视作被氟完全取代的六键硫烷,分子中每个硫原子都形成六个共价键。由于完全被氟原子包围,六氟化硫有很高的化学稳定性,其衍生出来的五氟硫基也具有很高的化学稳定性,表现为“超级三氟甲基”。长链的全氟硫烷,比如十四氟化三硫、二十氟化五硫……,其通式为SnF4n+2

性质

长链的全氟六键硫烷有很高的化学稳定性,而在强碱的作用下,全氟六键硫烷的五氟硫基会被拔下来,形成SF5-,剩余的部分再失去一个F-形成全氟硫烯。

氟锑酸这样的超强酸也能分解全氟六键硫烷,生成六氟化硫和全氟硫烯。

全氟硫烷的消去反应也是还原反应,但是一般情况下不能很好地进行(因为硫烯比硫烷更活泼)。后来,锑星化学家发现超盐酸可以活化硫氟键,这让八氟乙硫烯和聚八氟乙硫烯的大规模合成成为了可能;相对的,全氟硫烯的加成反应很容易进行,但是产物和选择的氟化剂有关。如果不希望出现副产物,可以使用LiNF6

全氟硫烯

在液态的五氟化锑中,六氟化硫和八氟化二硫反应,生成六(五氟硫基)硫,化学式S7F30。分子中心的硫原子完全被外界的六个大位阻的五氟硫基包住,因此这个物质具有极高的化学惰性。

用五氟化锑处理十二氟化三硫会生成十一氟化三硫氟锑酸盐,化学式S3F11SbF6,其中硫正离子的p轨道和边上的硫硫π键发生p-π共轭,稳定性明显上升。这个盐可以被分离出来,可溶于氟化氢形成无色透明的溶液,重结晶析出晶体S3F11SbF6·11.4514HF。

衍生物

五氟硫胺

四氟化硫和NH2F反应生成五氟硫胺,化学式NH2SF5。由于五氟硫基是超强吸电子基团,NH2SF5是强酸,酸性相当于HNO3

五氟硫胺可以溶解三氧化二铁,生成Fe(NHSF5)3,其中铁为+3价。在此物质的中性溶液中加入过氧化钠,生成Fe(NSF5)3,其中铁为+6价!这是因为氮像氧那样容易形成反馈π键。

类似的反应也可以发生在Ru、Rh、Os、Ir、Pt、Pt、U、Np、Pu、Am、Cm、Ka上。

六(五氟硫基)锑酸

六(五氟硫基)锑酸,是五氟硫基替换了氟锑酸中氟原子形成的,化学式HSb(SF5)6。它的酸性比氟锑酸强大约1024倍,不具有强氧化性或强还原性,可以和和HCl反应形成H2Cl[Sb(SF5)6]。

稀有气体络合物

四氟化硫在lewis酸的催化下聚合为全氟六键环多硫烷。这些氟化物能强烈的溶解稀有气体并形成络合物,主要是因为硫原子上正电荷密度很高,能从气体分子中拉走孤电子对。

He最容易被(SF4)4络合,Ne和Ar最容易(SF4)6络合,Kr、Xe和Rn最容易被(SF4)8络合。

五氟硫酸

五氟硫酸,化学式SF5OH,是一个很的一元酸,能形成H3O+SF5O-、NF4+SF5O-、N3+SF5O-

制取方法:四氟化硫和次氟酸反应生成五氟硫酸;十氟化二硫和臭氧反应生成五氟硫酸酸酐,水解得五氟硫酸。

五氟硫酸是一个氧化性比较弱的超强酸,它的锂盐和稀有气体二价氟化物反应能生成稀有气体二价五氟硫酸盐,这其中Ne(OSF5)2最不稳定。只能在-1K以下存在。