超硝酸：修订间差异
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'''超硝酸'''，化学式(HNO<sub>3</sub>)<sub>10</sub>，英文为Hypernitric acid，又称作超硝镪水，是[[超过氧亚硝酸]]的同分异构体。超硝酸是一种较常见的超强酸，其pKa1可达-∞，它的发现与著名超理学家[[赵明毅]]有着密不可分的关系。 | |||
== 结构 == | == 结构 == | ||
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=== 可行结构构造<ref name=":0" /> === | === 可行结构构造<ref name=":0" /> === | ||
[[File: | [[File:脱氧超硝酸.jpg|缩略图|脱氧超硝酸|234x234像素]][[File:超硝酸.jpg|缩略图|构造出的超硝酸结构|249x249像素]] | ||
脱氧超硝酸是一种假象的分子结构，其目的是为了推算出超硝酸的可行结构，实验表明，这种物质在0-10<sup>16</sup>ZMY强度下的锑场下均不能稳定存在。 | 脱氧超硝酸是一种假象的分子结构，其目的是为了推算出超硝酸的可行结构，实验表明，这种物质在0-10<sup>16</sup>ZMY强度下的锑场下均不能稳定存在。 | ||
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该品为无机化学强腐蚀性物品，纯品为无色液体，有刺激性酸味，极易吸收空气中水分，极易溶于水或乙醇并放出大量的热。 | 该品为无机化学强腐蚀性物品，纯品为无色液体，有刺激性酸味，极易吸收空气中水分，极易溶于水或乙醇并放出大量的热。 | ||
其溶液呈极强的酸性，在夺取质子能力弱的溶剂如无水甲醇中，与其他超强酸相比，它的强度便显示出来，在《普通光学放大镜<ref>普通光学放大镜：这是一种特殊的，放大倍数0.002~0.001之间的，能观察到分子、原子、离子的放大镜，最初由超理继承人1号制成，为此他获得2078年[[挪杯儿奖]]。</ref>》下，找不到未离解的(HNO<sub>3</sub>)<sub>10</sub>或HNO3分子，因此可以看作是真正的完全电离。 | 其溶液呈极强的酸性（但是弱于超硫酸和超盐酸，原因是硝酸的pKa值（-2.0）大于硫酸（-2.8）和盐酸（-8.0）），在夺取质子能力弱的溶剂如无水甲醇中，与其他超强酸相比，它的强度便显示出来，在《普通光学放大镜<ref>普通光学放大镜：这是一种特殊的，放大倍数0.002~0.001之间的，能观察到分子、原子、离子的放大镜，最初由超理继承人1号制成，为此他获得2078年[[挪杯儿奖]]。</ref>》下，找不到未离解的(HNO<sub>3</sub>)<sub>10</sub>或HNO3分子，因此可以看作是真正的完全电离。 | ||
一个超硝酸分子可以完全电离出10个水合氢离子和10个硝酸根离子： | 一个超硝酸分子可以完全电离出10个水合氢离子和10个硝酸根离子： | ||
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安提莫尼光谱<ref>即Antimony光谱，一种特殊的，具有透视性的，能扫描出微观粒子状态的光谱，最初由超理继承人4号发现，并广泛应用。</ref>测得：无论其表观电离度，还是其有效电离度，只要在有足够溶剂分子存在下，它的电离度总是无限接近100%，0.1mol/L溶液pH=0。 | 安提莫尼光谱<ref>即Antimony光谱，一种特殊的，具有透视性的，能扫描出微观粒子状态的光谱，最初由超理继承人4号发现，并广泛应用。</ref>测得：无论其表观电离度，还是其有效电离度，只要在有足够溶剂分子存在下，它的电离度总是无限接近100%，0.1mol/L溶液pH=0。 | ||
品无色，易挥发，但因工业品中会混有大量的HNO<sub>3</sub>分子，而HNO<sub>3</sub>在(HNO<sub>3</sub>)<sub>10</sub>中极易分解，因此高浓度该品可能呈红棕色。一般商品纯超硝酸的浓度为96%~98%，商品浓超硝酸浓度为65%~68%，密度为11.62kg/L，还可在纯超硝酸中溶解N<sub>2</sub>O<sub>4</sub>或NO<sub>2</sub>，因挥发在空气中易形成酸雾，通常称其为发烟超硝酸，它比纯超硝酸具有更强的氧化性，可作火箭燃料的氧化剂。 | 品无色，易挥发，但因工业品中会混有大量的HNO<sub>3</sub>分子，而HNO<sub>3</sub>在(HNO<sub>3</sub>)<sub>10</sub>中极易分解，因此高浓度该品可能呈红棕色。一般商品纯超硝酸的浓度为96%~98%，商品浓超硝酸浓度为65%~68%，密度为11.62kg/L，还可在纯超硝酸中溶解N<sub>2</sub>O<sub>4</sub>或NO<sub>2</sub>，因挥发在空气中易形成酸雾，通常称其为发烟超硝酸，它比纯超硝酸具有更强的氧化性，可作火箭燃料的氧化剂。 | ||
==化学性质== | ==化学性质== | ||
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===氧化性=== | ===氧化性=== | ||
超硝酸是一种极强的氧化剂，无论浓、稀超硝酸均具有极强的氧化性，它能和所有金属和除氟、氧、氮及氦之外的所有非金属发生氧化还原反应，而且反应常常是很猛烈的，伴随着燃烧和爆炸。 | 超硝酸是一种极强的氧化剂，氧化性远强于超硫酸，无论浓、稀超硝酸均具有极强的氧化性，它能和所有金属和除氟、氧、氮及氦之外的所有非金属发生氧化还原反应，而且反应常常是很猛烈的，伴随着燃烧和爆炸。 | ||
===='''与非金属反应'''==== | ===='''与非金属反应'''==== | ||
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科学家███·█·█████将Te丢入马桶里（运回锑星），然后打电话（电话约有51万年的延迟）给负责该项目的锑星科学团队进行现场（没错就是现场）制备(HNO3)<sub>10</sub>。 | 科学家███·█·█████将Te丢入马桶里（运回锑星），然后打电话（电话约有51万年的延迟）给负责该项目的锑星科学团队进行现场（没错就是现场）制备(HNO3)<sub>10</sub>。 | ||
[[File: | [[File:超硝酸合成1.jpg|缩略图]] | ||
首先实验员将“附魔”的Te、HNO<sub>3</sub>、SbSb<sub>3</sub>、Cl<sub>2</sub>在-250℃、25ZMY锑场的环境下充分混合，此时，分子间的宏观性质就显现了出来。 | 首先实验员将“附魔”的Te、HNO<sub>3</sub>、SbSb<sub>3</sub>、Cl<sub>2</sub>在-250℃、25ZMY锑场的环境下充分混合，此时，分子间的宏观性质就显现了出来。 | ||
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在低温环境下，锑和鉲也能有效地聚合SbCl<sub>5</sub>.HNO<sub>3</sub>，就像聚合HCl那样轻松 | 在低温环境下，锑和鉲也能有效地聚合SbCl<sub>5</sub>.HNO<sub>3</sub>，就像聚合HCl那样轻松 | ||
[[File: | [[File:超硝酸合成2.jpg|缩略图]] | ||
首先Sb会将5个SbCl<sub>5</sub>.HNO<sub>3</sub>的-OH聚集到自己周围，然后在碲场的“宏观性质”下，各夹角排列为90°、90°、45°、90°、45°。 | 首先Sb会将5个SbCl<sub>5</sub>.HNO<sub>3</sub>的-OH聚集到自己周围，然后在碲场的“宏观性质”下，各夹角排列为90°、90°、45°、90°、45°。 | ||
[[File: | [[File:超硝酸合成3.jpg|缩略图]] | ||
然后Ka将另外5个SbCl<sub>5</sub>.HNO<sub>3</sub>排列成一个较为复杂的结构，类似于单位硝酸。 | 然后Ka将另外5个SbCl<sub>5</sub>.HNO<sub>3</sub>排列成一个较为复杂的结构，类似于单位硝酸。 | ||
“它的分子都已经叠到一起了”——███·█·█████ | “它的分子都已经叠到一起了”——███·█·█████ | ||
[[File: | [[File:球拍超硝酸.jpg|缩略图|图中底部的-OH键被缩短，其实际长度约为Sb和Ka的距离]] | ||
最后，在碲场的作用下，十个SbCl<sub>5</sub>.HNO<sub>3</sub>形成一个更壮观的结构——一个更大的羽毛球拍！ | 最后，在碲场的作用下，十个SbCl<sub>5</sub>.HNO<sub>3</sub>形成一个更壮观的结构——一个更大的羽毛球拍！ | ||
[[File: | [[File:超硝酸最终形态.jpg|缩略图]] | ||
最后一步，将温度瞬间升高至20℃，SbCl<sub>5</sub>变为液态，已经完全脱离了HNO<sub>3</sub>。此时，十个HNO<sub>3</sub>分子以一种“神秘”的键彼此作用，原子核断裂成粉末，每一粒粉末吸引一个电子。魔键形成了！ | 最后一步，将温度瞬间升高至20℃，SbCl<sub>5</sub>变为液态，已经完全脱离了HNO<sub>3</sub>。此时，十个HNO<sub>3</sub>分子以一种“神秘”的键彼此作用，原子核断裂成粉末，每一粒粉末吸引一个电子。魔键形成了！ | ||