高烷：修订间差异

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2022年7月6日 (三) 09:42的最新版本

λ⁶-碳烷（λ⁶-Carbane），因碳呈高价，故得名“高烷”（Highcane），又称二氢合甲烷，化学式是CH₆。

发现[编辑]

高烷是由涂效灰先生于2009年2月29日，在-25.0K的低温和1.5×10⁷Pa的高压下制得的。

性质（非锑场中）[编辑]

物理性质[编辑]

高烷在常温常压下是一种密度比空气小，无色无味的气体，熔点为-38摄氏度，沸点为-25.0摄氏度。

可燃性[编辑]

高烷可燃，不助燃，燃点为250摄氏度，并在燃烧时分解。分解后，在锑场操纵下，碳原子的中子被吸走，并且分给氢原子，使他们变成氘原子；碳原子失去中子后全部转化为氢原子。在锑场操纵下，重水自动被吸到锑场附近，水则以水蒸气形式扩散到空气中，因此高烷是清洁能源。

还原性[编辑]

由于高烷（二氢合甲烷）成键已达饱和，因此不能发生自聚合反应，其他性质与氢合甲烷类似，但具有更强的还原性。

高烷甚至能将He还原成He^-，其方程式为：

<math>CH_6 + He \rightarrow CH_5He + [H]</math>

产生的一氦一氢化甲烷，具有强氧化性，因为此时He的mp3杂化让C有了+6价这种奇葩的价态。而产生的高能氢受到mp3杂化的影响有了惰性，必须将[H]经过高能的He²⁺离子流活化5分钟后，再过5分钟才变成了很活泼的氢自由基，它有强还原性，可以把氦还原，产生氢化亚氦，其IUPAC命名为氢化氦（I）（Helous Hydride或Helium(I) Hydride）——HeH。

分解[编辑]

高烷能被鞭炮（氯磷）分解成氢气和碳。

性质（强锑场中）[编辑]

简述[编辑]

由Ts（tung-speak）教授在强锑场下对其研究发现了与弱锑场及常规条件下不同的性质。

物理性质[编辑]

与无锑场下相近，空间结构为正八面体形。

化学性质[编辑]

由于其氢很好的包围住了整个C，使其具有极强的稳定性。

强锑场下高烷类化合物具有不亲核与不亲电的通性，不亲核是由于其缺少可进攻的电子对，不亲电是由于其氢保护了碳以至于其动力学上惰性很强，因此在强锑场下可以作为很好的保护气体。

由于其氢带有δ+，所以可以在穴醚中螯合，以移至有机相，作为中性溶剂使用，可以很好控制一些过于快速反应的速率，使产物趋向热力学稳定。

酸碱性[编辑]

由于他有类似甲烷一样的结构，所以氢极难电离，几乎不显酸性，在水中pka高达1919，在偶极溶剂SOCl2中，pka测得约为114514。

由于缺少电子对，不能显出碱性。因此哪怕在魔酸与锑场作用下，也很难将其质子化，不过并没有理论证明其质子化完全不可能，因此对于CH7+的制取Ts教授也在研究中.

其他化学性质[编辑]

在强锑场下仅第七周期前卤素与稀有气体与第九周期后元素可以发生取代反应，方程式如下：

更好的制备方式[编辑]

α-加成反应[编辑]

通式如下

<chem>CR4 +R'-R -> CR4R'R</chem>，其中R均为饱和烃

选择性分析[编辑]

通常加成上去的烷烃基团断键位置在整个物质的质心处，如果质心周围相同距离有两根键，则副产物占比会很高；在CR4上加成时，会与位阻更小（通常为级数更低的碳）优先反应，此规则被称为唐氏规则 (tung-speak rule)。

定位基[编辑]

利用第九周期后的元素将烷烃上的某个氢取代，可以使指定部分不被加成，以此增加产率。

Tung-speak脱碳反应[编辑]

利用Tung-speak 脱碳反应的衍生反应可将其有选择性的制备，方程式如下

<math>\rm R_3 C \equiv C^{(VI)} \equiv CR'_3+</math><chem>C^{6.}</chem><chem> ->[{发功}] </chem><chem> R3C(VI)R'3 </chem>，R可以为任意饱和烃，可以相同可以不同。

对于难以取代保护的烷烃可以通过此方法较为轻松的制取到高烷化合物。

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 '''λ<sup>6</sup>-碳烷'''（λ<sup>6</sup>-Carbane），因碳呈高价，故得名“高烷”（Highcane），又称二氢合甲烷，化学式是{{Chem|CH6}}。
 ==发现==
-二氢合甲烷是由涂效灰先生于2009年2月29日，在-25.0K的低温和1.5*10<sup>7</sup>Pa的高压下制得的。
+高烷是由[[涂效灰]]先生于2009年2月29日，在-25.0K的低温和1.5×10<sup>7</sup>Pa的高压下制得的。
-==性质==
-在常温常压下是一种密度比空气小，无色无味的气体。可燃，不助燃，熔点为-38摄氏度，沸点为-25.0摄氏度，燃点为250摄氏度，并在燃烧时分解。
-分解后，在[[锑场]]操纵下，碳原子的中子被吸走，并且分给氢原子，使他们变成氘原子；碳原子失去中子后全部转化为氢原子，因此高烷是清洁能源。反应的化学方程式如下：
+==性质（非锑场中）==
+==='''物理性质'''===
+高烷在常温常压下是一种密度比空气小，无色无味的气体，熔点为-38摄氏度，沸点为-25.0摄氏度。
+==='''可燃性'''===
+高烷可燃，不助燃，燃点为250摄氏度，并在燃烧时分解。分解后，在[[锑场]]操纵下，碳原子的中子被吸走，并且分给氢原子，使他们变成氘原子；碳原子失去中子后全部转化为氢原子。在锑场操纵下，重水自动被吸到锑场附近，水则以水蒸气形式扩散到空气中，因此高烷是清洁能源。
-{{Chem|CH6==发功、点燃，O2==3H2+C}}
+<chem> CH6->[{发 功，点 燃，O2}]3H2 + C </chem>
-{{Chem|3H2+C==发功、点燃，O2==6H^+6n+6H^++6e^-}}
+<chem> C + 3H2->[{发 功，点 燃，O2}] 6H +6n +6H+ +6e- </chem>
-{{Chem|12H^+12n+12H^++12e^-==发功、点燃，O2==12D+12H}}
+<chem>  12H +12n +12H+ +12e- ->[{发 功，点 燃，O2}] 12D +12H </chem>
-{{Chem|12D+12H+6O2==发功、点燃==6D2O+6H2O}}
+<chem>  12H +12D +6O2 ->[{发 功，点 燃}] 6D2O +6H2O  </chem>
+==='''还原性'''===
+由于高烷（二氢合甲烷）成键已达饱和，因此不能发生自聚合反应，其他性质与[[氢合甲烷]]类似，但具有更强的还原性。
-(在锑场操纵下，重水自动被吸到锑场附近，水则以水蒸气形式扩散到空气中)
+高烷甚至能将He还原成He<sup>-</sup>，其方程式为：
-由于二氢合甲烷成键已达饱和，因此不能发生自聚合反应，其他性质与[[氢合甲烷]]类似，但具有更强的还原性。
+<math>CH_6 + He \rightarrow CH_5He + [H]</math>
+产生的[[一氦一氢化甲烷]]，具有强氧化性，因为此时He的[[mp3杂化]]让C有了+6价这种奇葩的价态。而产生的[[高能氢]]受到mp3杂化的影响有了惰性，必须将[H]经过高能的He<sup>2+</sup>离子流活化5分钟后，再过5分钟才变成了很活泼的[[氢自由基]]，它有强还原性，可以把[[氦]]还原，产生氢化亚氦，其IUPAC命名为氢化氦（I）（Helous Hydride或Helium(I) Hydride）——HeH。
+==='''分解'''===
+高烷能被鞭炮（[[氯磷]]）分解成氢气和碳。
+== 性质（强锑场中） ==
+=== '''简述''' ===
+由Ts（tung-speak）教授在强锑场下对其研究发现了与弱锑场及常规条件下不同的性质。
+=== '''物理性质''' ===
+与无锑场下相近，空间结构为正八面体形。
+=== '''化学性质''' ===
+由于其氢很好的包围住了整个C，使其具有极强的稳定性。
+强锑场下高烷类化合物具有不亲核与不亲电的通性，不亲核是由于其缺少可进攻的电子对，不亲电是由于其氢保护了碳以至于其动力学上惰性很强，因此在强锑场下可以作为很好的保护气体。
+由于其氢带有δ+，所以可以在穴醚中螯合，以移至有机相，作为中性溶剂使用，可以很好控制一些过于快速反应的速率，使产物趋向热力学稳定。
+==== '''酸碱性''' ====
+由于他有类似甲烷一样的结构，所以氢极难电离，几乎不显酸性，在水中pka高达1919，在偶极溶剂SOCl2中，pka测得约为114514。
-二氢合甲烷甚至能将He还原成He<sup>-</sup>，其方程式为：
+由于缺少电子对，不能显出碱性。因此哪怕在魔酸与锑场作用下，也很难将其质子化，不过并没有理论证明其质子化完全不可能，因此对于CH7+的制取Ts教授也在研究中.
-<math>CH_6 + He \rightarrow CH_5He + [H]</math>
+==== '''其他化学性质''' ====
+在强锑场下仅第七周期前卤素与稀有气体与第九周期后元素可以发生取代反应，方程式如下：
+<chem>2CH6 +X ->2CH5X +H2  </chem>
+<chem>CH6 +X2 ->CH5X +HX  </chem>
+=== '''更好的制备方式''' ===
+==== '''α-加成反应''' ====
+通式如下
+<chem>CR4 +R'-R'' -> CR4R'R''</chem>，其中R均为饱和烃
+==== '''选择性分析''' ====
+通常加成上去的烷烃基团断键位置在整个物质的质心处，如果质心周围相同距离有两根键，则副产物占比会很高；在CR4上加成时，会与位阻更小（通常为级数更低的碳）优先反应，此规则被称为''唐氏规则'' (tung-speak rule)。
-产生的[[一氦一氢化甲烷]]，具有强氧化性，因为此时He的mp3杂化让C有了+6价这种奇葩的价态。而产生的[[高能氢]]受到mp3杂化的影响有了惰性，必须将[H]经过高能的He<sup>2+</sup>离子流活化5分钟后，再过5分钟才变成了很活泼的[[氢自由基]]，它有强还原性，可以把[[氦]]还原，产生氢化亚氦，其IUPAC命名为氢化氦（I）（Helous Hydride或Helium(I) Hydride）——HeH。
+==== '''定位基''' ====
+利用第九周期后的元素将烷烃上的某个氢取代，可以使指定部分不被加成，以此增加产率。
-高烷能被鞭炮（[[氯磷]]）分解成氢气和碳。
+==== Tung-speak脱碳反应 ====
+利用[[累积二炔烃|Tung-speak 脱碳反应]]的衍生反应可将其有选择性的制备，方程式如下
-== 参见 ==
+<math>\rm R_3 C \equiv C^{(VI)} \equiv CR'_3+</math><chem>C^{6.}</chem><chem> ->[{发功}] </chem><chem> R3C(VI)R'3 </chem>，R可以为任意饱和烃，可以相同可以不同。
-* [[Mp3杂化]]
+对于难以取代保护的烷烃可以通过此方法较为轻松的制取到高烷化合物。
 [[Category:有机化合物]]
 [[Category:超理产品]]