五氮阳离子

✍ dations ◷ 2025-08-14 11:28:54 #阳离子,氮,爆炸物

五氮阳离子是一种5个氮原子组成的氮原子簇离子,化学式为N+
5。

美国空军从1986年开始的高能量密度物质研究项目,从1998年开始尝试系统地研究氮原子簇化合物。当位于爱德华兹空军基地的美国空军研究实验室开始对替代有毒的肼类火箭燃料感兴趣时,同时为几个这类计划拨款。美国空军研究实验室的高级研究员Karl O. Christe尝试通过N2F+和N3-制备直线型的N+
5离子,这个方案的理论依据是推测的五氮阳离子的结构:

1999年时这个反应成功实现了,并制得了足量的N+
5AsF6-,因此才可以使用核磁共振、红外光谱、拉曼光谱研究其特性。 这种盐极易爆炸,但是当AsF5被更强的路易斯酸SbF5替换时,可以制得更加稳定的盐N+
5SbF6-,对震动不敏感,在60-70°C以下能稳定存在。这使得这类化合物可以较大量地制备、更容易处理,也使得X射线晶体结构分析成为可能。

在-78°C的低温下,用N2F+与HN3在干燥的HF中反应,这也是已知的惟一制法:

N+
5能氧化水、NO、NO2和Br2,但不能氧化Cl2和O2。它的电子亲和能为10.44 eV (1018.4 kJ/mol)。因此,N+
5必须在干燥的环境中制备和处理:

由于氟锑酸盐较稳定,它被用于制备所有其他已知的盐,通常在非水溶剂比如HF、SO2、CHF3或CH3CN中进行复分解反应来实现,因为这时氟锑酸盐是难溶的:

含有N+
5的最稳定的盐加热到50 - 60°C时会分解:N+
5SbF6-、N+
5SbF5-和N5B(CF3)4。而最不稳定的盐也已经制得并进行研究:N+
5和N+
5对震动极敏感,在室温下就可能爆炸,即使稀释到0.5 mmol也会爆炸。有许多种N+
5的盐不能形成,比如氟化物、叠氮化物、硝酸盐和高氯酸盐。

在价键理论中,五氮阳离子可以用六个共振结构表示:

根据量子化学从头计算和X射线实验的结果,这种离子中所有原子共面,空间构型为V形,中心氮原子的键角为111°(N2-N3-N4的夹角),而第二和第四个氮原子的键角为168°(N1-N2-N3和N3-N4-N5的夹角)。N1-N2和N4-N5的键长都是1.10A,而N2-N3和N3-N4的键长都是1.30A。

相关

  • 蛇形冷凝管蛇形冷凝管是实验室中常用在蒸馏、分馏与回流过程中,与直型冷凝管用途相似。将热气态分子借由与冷水管面接触使其温度降至沸点以下,凝结成为液态。再顺势延著内管向下流出,并加
  • 大卫·阿罗拉大卫·阿罗拉(英语:David Arora,1952年10月23日-),美国真菌学家、博物学家与作家。他是两本最有名蕈类鉴定书籍,《蘑菇揭秘》(Mushrooms Demystified)与《All That the Rain Promises
  • 社会工程学在计算机科学,社会工程学指的是通过与他人的合法交流,来使其心理受到影响,做出某些动作或者是透露一些机密信息的方式。这通常被认为是欺诈他人以收集信息、行骗和入侵计算机系
  • 反性文化反性主义是反对性生活,以无性生活为人生信条,并坚守到底的人生态度。反性主义者认为人类对性的依赖,即是性对人的伤害。在性欲荷尔蒙的作用下,人类经常会做出愚蠢的决定。他们认
  • 赌王赌王是用以称呼在赌博业上有特殊优异表现人物的称号,有以下人物:
  • 希腊军政府希腊军政府时期,泛指右翼军事政权统治希腊的期间。始于1967年4月21日清晨希腊军方发动政变,终于1974年7月24日,前后共七年。军政府别名上校政权(希腊语:Το καθεστώς τ
  • 张栻张栻(1133年-1180年),南宋时理学学者。字敬甫,号南轩,汉州绵竹县(今属四川省)人,仕至右文殿修撰。丞相张浚(1097—1164)之子。张浚之子。张栻用功早慧,博学多才,南宋高宗绍兴七年(1137年)张
  • 贝塞斯达 (马里兰州)贝塞斯达(Bethesda)是位于美国马里兰州蒙哥马利县的一个未成建制的自然聚居区,人口55,277(2000年),其中白人占85.86%、亚裔美国人占7.92%、非裔美国人占2.67%。华盛顿地铁红线在此
  • 徐傍兴徐傍兴(客家话:.mw-parser-output .sans-serif{font-family:-apple-system,BlinkMacSystemFont,"Segoe UI",Roboto,Lato,"Helvetica Neue",Helvetica,Arial,sans-serif}Chhì
  • 国道316号国道316号是日本从山口县长门市至山口县山阳小野田市的一般国道。