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超 ちょう 强酸 きょうさん (Superacid)是 ぜ 指 ゆび 比 ひ 纯硫酸 りゅうさん 酸性 さんせい 更 さら 强的 ごうてき 酸 さん [ 1] 。
简单的 てき 超 ちょう 强酸 きょうさん 包括 ほうかつ 三 さん 氟甲磺酸[ 2] 和 わ 氟磺酸 さん [ 3] ,它们的 てき 酸性 さんせい 都 と 是 ぜ 硫酸 りゅうさん 的 てき 上 じょう 千 せん 倍 ばい 。在 ざい 更 さら 多 た 的 てき 情 じょう 况下,超 ちょう 强酸 きょうさん 不 ふ 是 ぜ 单一化合 かごう 物 ぶつ 而是混和 こんわ 自 じ 几种化合 かごう 物 ぶつ 的 てき 混合 こんごう 物 ぶつ 。值得注意 ちゅうい 的 てき 是 ぜ ,以前 いぜん 有 ゆう 说法认为王水 おうすい 酸性 さんせい 很强,是 ぜ 超 ちょう 强酸 きょうさん ,这种说法基 もと 于的是 ぜ 王水 おうすい 能 のう 溶解 ようかい 金 きん 、铂等金属 きんぞく 这个现象,但 ただし 实际上 じょう ,这仅仅体现的是 ぜ 王水 おうすい 的 てき 强 きょう 氧化性 せい ,而且,就酸性 せい 而言,王水 おうすい 不 ふ 及纯硫酸 りゅうさん 。
超 ちょう 强酸 きょうさん 这一术语由美国化学家詹姆斯·布 ぬの 莱恩特 とく ·科 か 南 みなみ 特 とく (James Bryant Conant )于1927年 ねん 提出 ていしゅつ ,用 よう 于表示 ひょうじ 比 ひ 通常 つうじょう 的 てき 无机酸 さん 更 さら 强的 ごうてき 酸 さん 。美 び 籍 せき 匈牙利 り 化学 かがく 家 か 乔治·安德 あんとく 鲁·欧 おう 拉 ひしげ (George Andrew Olah )因 いん 其在碳正离子 和 かず 超 ちょう 强酸 きょうさん 方面 ほうめん 的 てき 研究 けんきゅう 获得1994年 ねん 诺贝尔化学 がく 奖 。
氟锑酸 さん (Fluoroantimonic acid),是 ぜ 氟化氢 (HF)与 あずか 五 ご 氟化锑 (SbF5 )的 てき 混合 こんごう 物 ぶつ ,为现在 ざい 已 やめ 知 ち 最强 さいきょう 的 てき 超 ちょう 强酸 きょうさん 。其中,氟化氢提供 ていきょう 质子 (H+ )和 かず 共 きょう 轭碱氟离子 こ (F− ),氟离子 こ 通 どおり 过强配 はい 位 い 键与 あずか 亲氟的 てき 五氟化锑生成具有八 はち 面体 めんてい 稳定结构的 てき 六氟化锑阴离子(SbF6 − ),而该离子是 ぜ 一 いち 种非常 ひじょう 弱 じゃく 的 てき 亲核试剂 和 わ 非常 ひじょう 弱 じゃく 的 てき 碱 。于是质子就成为了“自由 じゆう 质子”,从而导致整合 せいごう 体系 たいけい 具有 ぐゆう 极强的 てき 酸性 さんせい 。氟锑酸 さん 的 てき 酸性 さんせい 通常 つうじょう 是 ぜ 纯硫酸 りゅうさん 的 てき 2×1019 倍 ばい (哈米特 とく 酸度 さんど 函数 かんすう = − 31.3)。
氢氟酸 さん 和 わ 五 ご 氟化锑按1 :0.3(摩 ま 尔比)混合 こんごう 时,它的酸性 さんせい 是 ぜ 浓硫酸 りゅうさん 的 てき 1亿倍;按1 :1混合 こんごう 时,它的酸性 さんせい 是 ぜ 浓硫酸 りゅうさん 的 てき 10亿倍;按0.2 :1混合 こんごう 时,其酸性 せい 是 ぜ 100%纯硫酸 りゅうさん 的 てき 109 倍 ばい 。所以 ゆえん 王水 おうすい 在 ざい 它们面前 めんぜん 只 ただ 能 のう 是 ぜ “小 しょう 巫 みこ 见大巫 みこ ”。
由 よし 于超强酸 きょうさん 的 てき 酸性 さんせい 强的 ごうてき 出 で 奇 き ,所以 ゆえん 过去一些极难或根本无法实现的化学反应,在 ざい 超 ちょう 强酸 きょうさん 的 てき 条件下 じょうけんか 便 びん 能 のう 顺利进行。比 ひ 如正 せい 丁 ひのと 烷 ,在 ざい 超 ちょう 强酸 きょうさん 的 てき 作用 さよう 下 か ,可 か 以发生 せい 碳氢键的断 だん 裂 きれ ,生成 せいせい 氢气 ,也可以发生 せい 碳碳键的断 だん 裂 きれ ,生成 せいせい 甲 きのえ 烷 ,还可以发生 せい 异构化 か 生成 せいせい 异丁烷,这些都 と 是 ぜ 普通 ふつう 酸 さん 做不到 いた 的 てき 。
魔 ま 酸 さん (Magic acid )是 これ 最早 もはや 发现的 てき 超 ちょう 强酸 きょうさん ,称 しょう 它有魔法 まほう 是 ぜ 因 いん 为它能 のう 够分解 ぶんかい 蜡烛中 ちゅう 的 てき 蜡 。魔 ま 酸 さん 是 ぜ 一 いち 种路 みち 易 えき 斯酸五 ご 氟化锑 (SbF5 )和 わ 一 いち 种质子 こ 酸 さん 氟磺酸 さん (FSO3 H)的 てき 混合 こんごう 物 ぶつ 。(哈米特 とく 酸度 さんど 函数 かんすう = − 19.2)LEJF
碳硼烷酸(Carborane superacid):2004年 ねん ,河 かわ 滨加州 かしゅう 大学 だいがく 的 てき Christopher Reed研究 けんきゅう 小 しょう 组合成出 なるで 了 りょう 这种最强 さいきょう 的 てき 纯酸—碳硼烷酸 (化学 かがく 式 しき :CHB11 Cl11 ),碳硼烷的结构十分稳定且体积较大,一价负电荷被分散在碳硼烷阴离子的表面,因 いん 而与气场离子的 てき 作用 さよう 很弱,从而具有 ぐゆう 令 れい 人 じん 吃 ども 惊的释放氢离子 こ 能力 のうりょく 。酸性 さんせい 是 ぜ 氟硫酸 りゅうさん 的 てき 一 いち 千 せん 倍 ばい 、纯硫酸 りゅうさん 的 てき 一 いち 百 ひゃく 万 まん 倍 ばい ,但 ただし 由 よし 于碳硼烷的 てき 结构稳定,在 ざい 释出氢离子 こ 后 きさき 难以再 さい 发生变化,因 いん 此腐 くさ 蚀性 极低,又 また 被 ひ 称 しょう 为最温和 おんわ 的 てき 超 ちょう 强酸 きょうさん 。(哈米特 とく 酸度 さんど 函数 かんすう = − 18.0)
^ Chemistry (IUPAC), The International Union of Pure and Applied. IUPAC - superacid (S06135) . goldbook.iupac.org. [2022-05-01 ] . (原始 げんし 内容 ないよう 存 そん 档于2022-07-16).
^ Simonato, Jean-Pierre. Article: Meet the industrial superacid: triflic acid and derivatives can be very efficient tools for modern chemistry.(Triflic acid). Chemistry and Industry. December 19, 2005.
^ Juhasz, Mark; Hoffmann, Stephan; Stoyanov, Evgenii; Kim, Kee-Chan; Reed, Christopher A. The Strongest Isolable Acid . Angewandte Chemie International Edition. 2004-10-11, 43 (40): 5352–5355 [2022-05-01 ] . ISSN 1433-7851 . doi:10.1002/anie.200460005 . (原始 げんし 内容 ないよう 存 そん 档于2022-05-01) (英 えい 语) .