「铌钛镁」：修訂間差異
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金属铌、钛、镁在赵明毅锑场发功条件下生成铌钛镁金属结合化合物。 | 金属铌、钛、镁在赵明毅锑场发功条件下生成铌钛镁金属结合化合物。 | ||
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其中的铌-钛键和钛-镁键都以双键形式结合。通过猜想，发现铌钛镁金属化合物具有相当大的极性，镁原子带负电，而铌原子带正电。原因是镁原子较小的电负性使得其得以夺取铌的电子，铌的部分价电子转移到了镁的2p轨道，使得镁原子带负电。 | 其中的铌-钛键和钛-镁键都以双键形式结合。通过猜想，发现铌钛镁金属化合物具有相当大的极性，镁原子带负电，而铌原子带正电。原因是镁原子较小的电负性使得其得以夺取铌的电子，铌的部分价电子转移到了镁的2p轨道，使得镁原子带负电。 | ||
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因为铌钛镁的这个不稳定性，单体铌钛镁只能在较高能量的发功条件下才能存在。事实上在铌钛镁的制取实验中，在反应的最后阶段逐步撤去外部锑场，就会使反应体系逐步失去能量，单体铌钛镁以更稳定的二聚体存在并作为实际生成物得以收集。 | 因为铌钛镁的这个不稳定性，单体铌钛镁只能在较高能量的发功条件下才能存在。事实上在铌钛镁的制取实验中，在反应的最后阶段逐步撤去外部锑场，就会使反应体系逐步失去能量，单体铌钛镁以更稳定的二聚体存在并作为实际生成物得以收集。 | ||
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当时铌钛镁在锑星被首次合成出来，赵明毅要求其弟子涂效灰继续测定铌钛镁的具体结构，涂效灰就是这么想的。然而赵明毅凭借着他敏锐的超理化学的超感觉发现了涂效灰的猜想错误：钛和铌是第4，5周期元素，更容易形成d-d δ结合。在赵明毅大师的提醒下，涂效灰修正了他的理论。首先，剩余的10电子中，有6个形成p-d共轭大Π键，而剩余4个电子形成两个对称分布的δ键。由是，涂效灰发布了铌钛镁的结构式： | 当时铌钛镁在锑星被首次合成出来，赵明毅要求其弟子涂效灰继续测定铌钛镁的具体结构，涂效灰就是这么想的。然而赵明毅凭借着他敏锐的超理化学的超感觉发现了涂效灰的猜想错误：钛和铌是第4，5周期元素，更容易形成d-d δ结合。在赵明毅大师的提醒下，涂效灰修正了他的理论。首先，剩余的10电子中，有6个形成p-d共轭大Π键，而剩余4个电子形成两个对称分布的δ键。由是，涂效灰发布了铌钛镁的结构式： | ||
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这个结构式公布之后，在宇宙超理学界得到了广泛的评价，而涂效灰继续在此基础上，在化合物的杂化轨道结构确定研究中继续前进，并最终提出了著名的mp³杂化理论。但是涂效灰在确定了这个结构式之后并没有继续在铌钛镁上继续研究。而直到后来，另一个人通过这个结构式预言了铌钛镁的另一个异构体，并合成了出来。 | 这个结构式公布之后，在宇宙超理学界得到了广泛的评价，而涂效灰继续在此基础上，在化合物的杂化轨道结构确定研究中继续前进，并最终提出了著名的mp³杂化理论。但是涂效灰在确定了这个结构式之后并没有继续在铌钛镁上继续研究。而直到后来，另一个人通过这个结构式预言了铌钛镁的另一个异构体，并合成了出来。 | ||
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不论就Π6-6还是Π6-10体系而言，铌钛镁都是满足Hückel规则的芳香化合物。因而铌钛镁体现出了芳香族化合物的一般性质：易取代，难加成。然而铌钛镁又和含碳芳香化合物不同，六元环的原子上并没有和其他原子相结合。铌钛镁的取代反应实际上是成环原子的取代反应，其他的原子取代环上的某一个原子，使铌钛镁环变成一个新环。最典型的例子是砹钛镁的合成： | 不论就Π6-6还是Π6-10体系而言，铌钛镁都是满足Hückel规则的芳香化合物。因而铌钛镁体现出了芳香族化合物的一般性质：易取代，难加成。然而铌钛镁又和含碳芳香化合物不同，六元环的原子上并没有和其他原子相结合。铌钛镁的取代反应实际上是成环原子的取代反应，其他的原子取代环上的某一个原子，使铌钛镁环变成一个新环。最典型的例子是砹钛镁的合成： | ||
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砹钛镁成环之后并不满足Hückel规则，因此以单体存在。此反应的机理仍在研究中。 | 砹钛镁成环之后并不满足Hückel规则，因此以单体存在。此反应的机理仍在研究中。 | ||
铌钛镁的加成反应较为困难，在发功条件下和超盐酸可发生六氯加成，p-d共轭大Π键消失，形成六氯铌钛镁。 | 铌钛镁的加成反应较为困难，在发功条件下和超盐酸可发生六氯加成，p-d共轭大Π键消失，形成六氯铌钛镁。 | ||
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另外，就芳香性本身而言，并不是所有芳香族化合物都有方向的气味，而铌钛镁也一样，铌钛镁甚至会有一定的恋爱的酸臭味，在地球条件上某些煽情骚情的话出现的时候就会伴随着微量的铌钛镁生成。 | 另外，就芳香性本身而言，并不是所有芳香族化合物都有方向的气味，而铌钛镁也一样，铌钛镁甚至会有一定的恋爱的酸臭味，在地球条件上某些煽情骚情的话出现的时候就会伴随着微量的铌钛镁生成。 | ||
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涂效灰写出的铌钛镁的结构式简单地将6电子p-d共轭大Π键写成了一个圈。然而若干年后，锝国超理学家剌史步敦（S.Lachbuden）决定将这个结构式写成共振杂化式的形式： | 涂效灰写出的铌钛镁的结构式简单地将6电子p-d共轭大Π键写成了一个圈。然而若干年后，锝国超理学家剌史步敦（S.Lachbuden）决定将这个结构式写成共振杂化式的形式： | ||
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随后，他意识到铌钛镁中既没有参与形成σ键也没有参与形成Π6-6共轭体系的那四个电子才是使得铌钛镁性质及其活泼的主要原因。而且，他还设想，如果在低能量的负锑场条件下用锑星星系主星人马座α（天渊三）的光线激发铌钛镁，有可能得到铌钛镁的另一种异构体。最终他在-500ZMY的锑场强度下成功得到了铌钛镁的另一种异构体： | 随后，他意识到铌钛镁中既没有参与形成σ键也没有参与形成Π6-6共轭体系的那四个电子才是使得铌钛镁性质及其活泼的主要原因。而且，他还设想，如果在低能量的负锑场条件下用锑星星系主星人马座α（天渊三）的光线激发铌钛镁，有可能得到铌钛镁的另一种异构体。最终他在-500ZMY的锑场强度下成功得到了铌钛镁的另一种异构体： | ||
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在低场条件下，铌钛镁的共振被遏制，双键的性质开始凸显。这时候用光电子激发铌钛镁的HOMO会发生电子跃迁，铌-钛双键变为单键，而铌-钛三键变为双键以形成单双键交替的芳香稳定结构。这时候铌原子和钛原子上的非共有电子对通过相互作用形成一种特殊但较不稳定的三角形结构。由于这种异构体较为不稳定，因此通过L-Γ命名法区分这两种异构体，较稳定的芳香二炔形铌钛镁称作L-铌钛镁，较不稳定的铌钛镁称作Γ-铌钛镁（据称，想一下L形和Γ形的积木哪一个站得更稳就明白了）。 | 在低场条件下，铌钛镁的共振被遏制，双键的性质开始凸显。这时候用光电子激发铌钛镁的HOMO会发生电子跃迁，铌-钛双键变为单键，而铌-钛三键变为双键以形成单双键交替的芳香稳定结构。这时候铌原子和钛原子上的非共有电子对通过相互作用形成一种特殊但较不稳定的三角形结构。由于这种异构体较为不稳定，因此通过L-Γ命名法区分这两种异构体，较稳定的芳香二炔形铌钛镁称作L-铌钛镁，较不稳定的铌钛镁称作Γ-铌钛镁（据称，想一下L形和Γ形的积木哪一个站得更稳就明白了）。 | ||
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经过剌史布敦的进一步研究，猜测Γ-铌钛镁中出现的三角形非共有电子对结合可能是如下形式： | 经过剌史布敦的进一步研究，猜测Γ-铌钛镁中出现的三角形非共有电子对结合可能是如下形式： | ||
[[File:7f9c0546f21fbe09dc869b6b64600c338644ad48.jpg|thumb|220x220px|图10]] | [[File:7f9c0546f21fbe09dc869b6b64600c338644ad48.jpg|thumb|220x220px|图10]] | ||
由于这个三角形电子键非常像一个鸡，因此这种键更简洁地称作鸡键，Γ-铌钛镁又被称作鸡铌钛镁。 | 由于这个三角形电子键非常像一个鸡，因此这种键更简洁地称作鸡键，Γ-铌钛镁又被称作鸡铌钛镁。 | ||
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经过剌史布敦的进一步研究，猜测Γ-铌钛镁中出现的三角形非共有电子对结合可能是如下形式： | 经过剌史布敦的进一步研究，猜测Γ-铌钛镁中出现的三角形非共有电子对结合可能是如下形式： | ||
[[File:7f9c0546f21fbe09dc869b6b64600c338644ad48.jpg|thumb|220x220px|图11]] | [[File:7f9c0546f21fbe09dc869b6b64600c338644ad48.jpg|thumb|220x220px|图11]] | ||
== 参考文献及注释 == | |||
<references /> | |||
[[Category:无机化合物]] | |||
於 2020年5月10日 (日) 08:49 的修訂
性質[1]
金屬鈮、鈦、鎂在趙明毅銻場發功條件下生成鈮鈦鎂金屬結合化合物。
其中的鈮-鈦鍵和鈦-鎂鍵都以雙鍵形式結合。通過猜想，發現鈮鈦鎂金屬化合物具有相當大的極性，鎂原子帶負電，而鈮原子帶正電。原因是鎂原子較小的電負性使得其得以奪取鈮的電子，鈮的部分價電子轉移到了鎂的2p軌道，使得鎂原子帶負電。
因為鈮鈦鎂的這個不穩定性，單體鈮鈦鎂只能在較高能量的發功條件下才能存在。事實上在鈮鈦鎂的製取實驗中，在反應的最後階段逐步撤去外部銻場，就會使反應體系逐步失去能量，單體鈮鈦鎂以更穩定的二聚體存在並作為實際生成物得以收集。
反應的平衡定數非常大，使得在銻星的通常條件下鈮鈦鎂幾乎全部以二聚體的形式存在。為了簡便起見，以後「鈮鈦鎂」均指這種六元環二聚體。
二聚體的結構
「在鈮鈦鎂中，鈮、鈦、鎂原子各2個形成一個六元環。這六個原子的2×（5+4+2）=22個價電子裡，有6×2=12個參與形成了六元環的σ鍵骨架。剩餘的10個電子作為π電子參與成鍵形成，6中心10電子共軛大Π鍵（Π6，10）。而根據Hückel規則可以猜想，鈮鈦鎂是一個10電子體系的芳香化合物。」 當時鈮鈦鎂在銻星被首次合成出來，趙明毅要求其弟子塗效灰繼續測定鈮鈦鎂的具體結構，塗效灰就是這麼想的。然而趙明毅憑藉著他敏銳的超理化學的超感覺發現了塗效灰的猜想錯誤：鈦和鈮是第4，5周期元素，更容易形成d-d δ結合。在趙明毅大師的提醒下，塗效灰修正了他的理論。首先，剩餘的10電子中，有6個形成p-d共軛大Π鍵，而剩餘4個電子形成兩個對稱分布的δ鍵。由是，塗效灰發布了鈮鈦鎂的結構式：
這個結構式公布之後，在宇宙超理學界得到了廣泛的評價，而塗效灰繼續在此基礎上，在化合物的雜化軌道結構確定研究中繼續前進，並最終提出了著名的mp³雜化理論。但是塗效灰在確定了這個結構式之後並沒有繼續在鈮鈦鎂上繼續研究。而直到後來，另一個人通過這個結構式預言了鈮鈦鎂的另一個異構體，併合成了出來。
鈮鈦鎂的反應性
芳香性
不論就Π6-6還是Π6-10體系而言，鈮鈦鎂都是滿足Hückel規則的芳香化合物。因而鈮鈦鎂體現出了芳香族化合物的一般性質：易取代，難加成。然而鈮鈦鎂又和含碳芳香化合物不同，六元環的原子上並沒有和其他原子相結合。鈮鈦鎂的取代反應實際上是成環原子的取代反應，其他的原子取代環上的某一個原子，使鈮鈦鎂環變成一個新環。最典型的例子是砹鈦鎂的合成：
砹鈦鎂成環之後並不滿足Hückel規則，因此以單體存在。此反應的機理仍在研究中。 鈮鈦鎂的加成反應較為困難，在發功條件下和超鹽酸可發生六氯加成，p-d共軛大Π鍵消失，形成六氯鈮鈦鎂。
另外，就芳香性本身而言，並不是所有芳香族化合物都有方向的氣味，而鈮鈦鎂也一樣，鈮鈦鎂甚至會有一定的戀愛的酸臭味，在地球條件上某些煽情騷情的話出現的時候就會伴隨著微量的鈮鈦鎂生成。
雞鈮鈦鎂:L-Γ異構體
塗效灰寫出的鈮鈦鎂的結構式簡單地將6電子p-d共軛大Π鍵寫成了一個圈。然而若干年後，鎝國超理學家剌史步敦（S.Lachbuden）決定將這個結構式寫成共振雜化式的形式：
隨後，他意識到鈮鈦鎂中既沒有參與形成σ鍵也沒有參與形成Π6-6共軛體系的那四個電子才是使得鈮鈦鎂性質及其活潑的主要原因。而且，他還設想，如果在低能量的負銻場條件下用銻星星系主星人馬座α（天淵三）的光線激發鈮鈦鎂，有可能得到鈮鈦鎂的另一種異構體。最終他在-500ZMY的銻場強度下成功得到了鈮鈦鎂的另一種異構體：
在低場條件下，鈮鈦鎂的共振被遏制，雙鍵的性質開始凸顯。這時候用光電子激發鈮鈦鎂的HOMO會發生電子躍遷，鈮-鈦雙鍵變為單鍵，而鈮-鈦三鍵變為雙鍵以形成單雙鍵交替的芳香穩定結構。這時候鈮原子和鈦原子上的非共有電子對通過相互作用形成一種特殊但較不穩定的三角形結構。由於這種異構體較為不穩定，因此通過L-Γ命名法區分這兩種異構體，較穩定的芳香二炔形鈮鈦鎂稱作L-鈮鈦鎂，較不穩定的鈮鈦鎂稱作Γ-鈮鈦鎂（據稱，想一下L形和Γ形的積木哪一個站得更穩就明白了）。
經過剌史布敦的進一步研究，猜測Γ-鈮鈦鎂中出現的三角形非共有電子對結合可能是如下形式：
由於這個三角形電子鍵非常像一個雞，因此這種鍵更簡潔地稱作雞鍵，Γ-鈮鈦鎂又被稱作雞鈮鈦鎂。
雞鈮鈦鎂最著名且有用的應用就是通過和包裹一個鉀原子的球狀碳同素異形體包合物CxK的反應增強其效果（增強劑）。這個反應已經有文獻帖報道，此處不再贅述。
經過剌史布敦的進一步研究，猜測Γ-鈮鈦鎂中出現的三角形非共有電子對結合可能是如下形式：