Dichapetalum Cymosum 用中文是什么植物？ 五氟化锑用途

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一、Dichapetalum Cymosum 用中文是什么植物？

一、Dichapetalum Cymosum 用中文是什么植物？

氟是最活跃的天然化学元素，因此它的化合物具有一些特殊的性质。本期就来看看这个神奇的氟吧！氟(F2)是一种淡黄色气体。在-188时为橙色液体，在-220时凝固，但在-228时会发生相变，变黄。氟的英文名来源于拉丁语fleure，有流动的意思。

这是因为当其主要来源萤石(caf 2)用于冶金时，与其他矿石混合可以降低后者的熔点和熔渣的粘度。另外，萤石样品往往是荧光的，在很多外文中，荧光这个词也来源于萤石。氟在自然界只有一种同位素19F，但可以人工制造几种半衰期短的放射性氟。它具有1s22s22p5电子构型，属于卤素，但其化学活性远高于氯、溴、碘。

因此，虽然早在17世纪就预言了氟的存在，但直到1886年，法国化学家穆瓦桑才从氟化合物中分离出氟。我们现在知道氟是最强的氧化剂，它有很高的倾向接受一个外部电子来满足它的第二电子层，形成稀有气体氖的电子构型。

最特别的是，氟能与重稀有气体反应生成化合物：在室温下，受到紫外光照射时，氟与氙反应生成XeF2；如果两种元素(过量氟)混合加热到400，就会出现XeF4。XeF6也可以在压力下制备。氪和氡也可以在特定的反应条件下与氟结合。以上都是非常特殊的化合物。

1962年以前，化学家们把氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn)称为惰性气体，因为它们没有化学活性，也没有人发现它们能与其他试剂发生反应(也许没有人尝试过使用氟)。这种惰性也可以通过填充在它们最外层的电子结构得到满意的解释。当时如果有人提出这些元素可以生成化合物，会被认为是疯狂的，不清楚的，甚至是无知的，缺乏基本常识的人[注1]。

稀有气体在接受或失去一个或多个电子时会变得不稳定，所以一个化学家认为不可能。不可能的事发生在1962年。

当时，加拿大不列颠哥伦比亚大学化学系的N. Bartlett教授正在从事六氟化铂的研究。在一次实验中，一些空气意外渗入真空系统，得到了一种橙色固体。后来分析原来是O2 PF6-，明显是六氟化铂失去一个电子产生的。Bartlett教授认为氧分子的离解能高达1175kj/mol，离解能较低的氙(1e=1170 kJ/mol)应该被氧化成Xe PF6-。

这个令人兴奋的推论很快得到了证实。实验的成功打破了化学家心中长久以来的错误观念，随后有人用氟和稀有气体进行了反应。莫埃桑第一次在铂皿中通过电解KF-氟化氢制造氟。实际上，这是H.Davy和A. M. Ampre在70多年前尝试的。制氟原理简单，但技巧相当难。必须将电极产生的氢气和氟气严格分开。

1869年，g .戈尔做了一个类似的实验，但不幸的是，该产品引爆并摧毁了他的仪器。直到1986年，K. O. Christe才发明了氟化物的非电解法(化学式1)。氟具有极强的腐蚀性，除少数特殊情况(如N2)外，它能与任何物质发生反应。遇到有机物会引起燃烧或剧烈爆炸；如果经过适当处理(如氮气稀释和保持低温<-78)，我们可以用它来脱氟有机分子。氟的主要用途是在核能工业。

第二次世界大战期间，为了制造原子弹，需要将铀矿石转化为六氟化铀(UF6)，通过扩散分离铀-235和铀-238的氟化物，可以提纯放射性铀-235。这种方法[注4]沿用至今。此外，氟可以与各种金属和非金属元素形成化合物。天然氟石与硫酸反应生成无色的氟化氢(HF)，是氟化的重要原料。氟化氢的沸点为19.54，比氯化氢的沸点(沸点-84.9)高得多，因为HF分子能形成强氢键网络。

它对离子氢化物具有良好的溶解性，并产生M HF2-。氢氟酸能腐蚀玻璃，所以要用钢瓶或塑料瓶包装，有足够的能力催化各种反应(如傅-克烷基化、酰化)。然而，当加入浓度为3M的五氟化锑时，酸度增加到哈米特H0)-15.2，这是目前已知的最强酸之一。

在石油工业中，无水液态氢氟酸在压力和温度升高(40左右)的条件下，能促进异丁烷和低分子量烯烃生成高辛烷值的支链烷烃。催化完成后，HF可回收再利用，支链烷烃应水洗除酸并干燥[注5]。氢氟酸的另一大消耗在于生产AlF3和NaAlF4，但这两种产品都是铝冶炼厂生产自用的。氢氟酸不仅能灼伤人体表皮，其蒸气还能穿透皮下组织，造成严重的钙流失。

如果使用氢氟酸的人不幸接触到喷溅物，医疗不可掉以轻心。氟硫酸(FSO3H)是另一种含氟强酸。我们可以认为它是硫酸和氢氟酸的酸酐。氟硫酸的快速水解产生H2SO4和HF。这种超强酸也用于支链烷烃与芳族化合物的烷基化，并且还可以催化单烯聚合以产生有用的聚合物。氟硫酸和五氟化锑的等比例混合物称为“魔酸”，其强度达到H0 ~-23。

这是诺贝尔化学奖获得者G. A. Olah教授1994年在凯斯西储大学研究碳阳离子稳定性时开发的试剂。这种强酸电离得到的共轭碱没有亲核性，所以生成的碳阳离子不会被中和(如果不稳定，只会重排生成更稳定的结构，但仍然是碳阳离子)。

魔酸的发现很有戏剧性：1966年圣诞节后，奥拉教授的一个研究生拿了一小块庆祝蜡烛，扔进他准备好的强酸里，令他惊讶的是蜡块居然溶解了。好奇心驱使学生拿着溶液去测量核磁共振谱，发现只有叔丁基(CH)3C的信号。说明蜡分子在魔酸中发生了很大的变化，就像一个魔术师随便往帽子里扔东西，拿出来的却是大白兔。

有趣的六氟化硫SF6是一种无色、无嗅、无味的气体。它不易燃、无毒、化学性质稳定，并且具有比空气更高的介电常数。它是高压电缆、电容器和变压器的理想绝缘体。它的介电性质是由于它的优秀的电子捕获能力，可以产生SF6-或SF5-和F.在许多金属氟化物中，我们应该特别提到二氟化锡。

这种水溶性白色固体可以防止蛀牙[注6]。大约从1955年开始，许多品牌的牙膏都含有二氟化锡，后来被单氟磷酸钠(MFP)取代。它们与牙齿的磷酸钙(Ca5(PO4)3OH)反应生成溶解度较低的Ca5(PO4)3F。至于饮用水中的氟化物，用的是氟化钠，每升大约1.5 ~ 2.2毫克。含氟有机化合物的重要性与日俱增。氟原子所赋予的特性是非常宝贵的。

多氟化合物具有低表面张力，是优良的润滑剂、表面活性剂和织物防污剂。由于强C-F键和低化学活性，氟化物比同等的碳氢化合物分子更稳定。过去几十年对民生影响较大的含氟有机化合物是氯氟烃(CFCs)和全氟线性聚合物特氟隆。

前者是用氟和氯取代甲烷和乙烷中的氢原子而产生的。它们具有低沸点、低粘度和低表面张力，但是它们的密度非常高，并且对热非常稳定。它们被广泛用作制冷剂(空调和冰箱)、清洗液(干洗、电子工业)、发泡剂(多烯、聚氨酯等)。)和喷雾。但由于CFC在大气中被阳光分解，氯原子会破坏地球臭氧层【注8】。

1985年，南极上空出现一个臭氧大洞，令科学家震惊。他们迅速呼吁各国政府在加拿大蒙特利尔召开会议，制定限制含氯氟烃等有害物质生产的公约，希望在2000年完成禁令。但从最近的情况来看，执行情况并不乐观。目前，苏联和俄罗斯仍在大量生产氯氟烃，拆除这些工厂将需要大量资金。其他国家愿意捐的少，所以问题解决不了。中国大陆仍在生产氯氟化碳，产量仅次于苏俄。另外，印度和韩国也是非法国家。

CFC的俗称有一个特殊的名字。每种化合物都用一个数字表示：最右边的数字是氟原子数，左边是氢原子数加一，右边第三个字是碳原子数减一。但当数为0(即只有一个碳原子)时，就没必要写了，氯原子可以由数之和算出。CFC-11、 HCFC-22、 HFC-125、 PHC-116是CCl3F和CHCLF2、 CF3C HF2、 CF3C F3的标题[注9]。一旦不能再生产用途如此广泛的CFC，用户就必须寻找替代品。

这些替代品应满足以下条件：不破坏臭氧层、在大气中使用寿命短(无温室效应)、无毒、不燃、对热稳定、化学活性低、成本低。目前最好的替代品是不含氯的氢氟碳化物(HFCs)，但制造方法较为复杂，增加了成本。价格将是氯氟化碳的三到五倍，但对这些化合物的需求仍然巨大。特氟隆最常见的用途是烹饪用具。

所有西方国家生产的锅都涂了一层特氟隆。本发明确实方便了煮沸和清洗过程。特氟龙不粘食物，耐热无毒。这是一种理想的材料。此外，它还具有耐酸、耐碱的特性，使烹调的食物不受锅壁腐蚀释放的金属或其中所含杂质的污染。其实很早就注意到了特氟隆的特性；在上述分离铀同位素的方法中，UF6的高腐蚀性造成了困难，而特氟隆材料可以说是及时雨。

关于铁福龙的发现，读者可能知道很多，但这个故事具有启发性，这里简单描述一下并不过分。1938年左右，美国杜邦公司的研究人员R.J. Plunkett需要四氟乙烯来讨论它对氯化氢的反应和产物的性质[注10]。当他想拿走储存在圆筒里的四氟乙烯时，他发现它不见了。

这显然与他的记忆和记录不符；他怀疑钢瓶可能泄漏，但是称重的结果推翻了那个结论。在一个令人费解的情况下，他的助手用锯子切割圆柱体，看看发生了什么。当普嫩凯特和他的助手在瓶子里看到一些白色粉末时，他们认为这是由四氟乙烯制成的。

这种新材料最不寻常的地方在于它摸起来很滑。经过进一步的观察和测量，他们知道这种材料的很多特性是无法比拟的，他们的研究进入了一个新的境界，使人类获得了一种优秀的新材料。特氟隆的发现过程给我们的启示是，做事要有条不紊，持之以恒，带着好奇心。如果当时钢瓶没气了，我们只是多做了些四氟乙烯来用，然后就失去了一个千载难逢的机会。

聚四氟乙烯可以看作是一种聚合物固体全氟烷烃。在其发现的早期，美国人J.H .西蒙斯和L. P .布洛克研究了碳和氟之间的反应。因为使用的铜管会含汞，所以他们偶然发现了HgF2的优异催化作用，产生了一系列全氟烷烃。在本专栏中，供职于3M公司的谢尔曼小姐在新买的运动鞋上洒了一些含氟聚合物，发现它们具有防水、防油和防污的特性。

这一发现是3M公司推出盈利的Scotchgard系列产品的原因。防水防污性能与表面张力有关，氟烷类化合物很难润湿。从氯代醚和叔胺中，我们可以进一步看出氟原子的引入对有机化合物的性质有着深远的影响。这些无毒化合物失去了原有的极性、化学活性和胺碱性，但对氧气、氮气和二氧化碳等气体有很高的吸收能力[注11]。

经过详细的研究，由全氟萘烷和含氟叔胺的混合物加入一些表面活性剂制成的Fluosol-DA是一种很好的血浆代用品。其优点包括保质期长、无病毒感染风险、通用性高(无需对比血型)。1989年，Fluosol-DA被批准用于血管成形球囊。注射Fluosol-DA可以防止某些组织缺氧受损，对于那些因为宗教信仰而拒绝输入人类血液的人来说也是一大福音。

早先，当单独使用全氟萘烷时，发现由液滴形成引起的阻塞微血管的缺陷已经得到改善。许多有机分子引入了氟原子，成为有用的药物。例如，5-氟尿嘧啶广泛用于治疗癌症；有些含氟甾醇有特殊作用。在麻醉药有趣的发展中，有机小分子中的氢被氯(乙醚氯仿)取代，然后被氟取代。

目前最流行的吸入麻醉药是氟烷(CF3CHBrCl)、恩氟烷(CHFClCF2OCHF2)和异氟烷(CF3CHClOCHF2)。新物种是一种只含氟和氢而不含氯原子的醚。在醋酸分子中，甲基的一个氢原子被氟取代，引起了大多数人意想不到的生理活性变化。单氟乙酸是一种剧毒物质。虽然它的钠盐无色无味，但却是一种有效的灭鼠剂。

在20世纪40年代早期，有人从南非的一种植物金钱草中分离出它的钾盐。这种酸进入细胞呼吸的三羧酸循环，以氟化柠檬酸的形式被收集，抑制了顺乌头酸酶的积累，阻断了能量的产生。这种代谢对于二氟乙酸来说比较困难，所以多一个氟原子就降低了毒性。三氟乙酸没有类似的毒性，但它是一种强酸，仍然具有刺激性。

全氟烷基磺酸系列具有良好的经济价值。三氟甲磺酸锂溶液具有优异的导电性，可用作一阶锂电池的电解液。长链全氟烷烃磺酸及其盐类(如C8F17SO3H)在水中的表面活性超过无氟表面活性剂。这些磺酸的生产通常通过电化学氟化来进行。何子乐任教于交通大学应用化学研究所。

美国加州理工学院的L.Pauling教授在提出电负性标度时，已经感到氟的电负性应该足够高，才能与氙形成化合物。1933年，他获得了一点氙，交给约斯特做实验，但一次次的失败让鲍林感到困惑和不快。最后他们成了朋友，连话都不跟对方说了。后来鲍林主持部门，很多法案很少有反对票来自约斯特。注2:现任教于加州大学伯克利分校。

注3:我们不再称这些元素为惰性气体。注4:首先用氢氟酸处理“黄饼”八氧化三铀以生成UF4，然后加入F2以获得UF6。注5:硫酸也可用于烷基化。然而，两种方法的选择取决于能源、硫酸回收厂的距离和原料等因素。如果原料中含有较多的丙烯或异丁烯，HF法可以生产出高质量的烷基化产品。但当原料大多含有正丁烯或戊烯时，硫酸法似乎略好。注6:蛀牙是牙齿中矿物质成分的部分丧失。

是口腔内某些细菌进行糖代谢时，产生的有机酸穿过牙齿表面珐琅质而造成。注七：在1920年代，美国采用的冷媒是具刺激性气味的二氧化硫，及有危险性的甲基氯（CH3Cl）。当克利夫兰市一所医院的冰箱发生巨大爆炸后，找寻安全的冷媒便成一紧急的任务。

密吉里（T. Midgley）由一参考文献中误印四氟甲烷的氟点为15（真正沸点92.2），而沿那方向找寻适当的化合物，三天内发现二氯二氟甲烷符合需求。注八：臭氧能吸收大部分的紫外光大部分，否则人类短时间曝晒都会造成皮肤癌，甚或致命。注九：如分子内有溴原子时，命名相同，只是在末端加上B及其数目，如CF3Br是BFC-13B1，CHBrF2是HBFC-22B1。

要注意的是灭火剂海龙（Halons）的命名又有另一系统，即数字从右起分别代表Br、Cl、F、C的原子数目，其余是氢原子。故上述之BFC、HBFC分别是H-1301与H-1201。含氟、氯溴的乙烷CF3CHClBr（Halothane），是有效能、非燃性的麻醉剂。但它的市场已渐渐被含氟醚类如CHClFCF2OCHF2、CF3CHClOCHF2等抢走了。注十：这产物CHF2CF2Cl显然是上述的CFC之一种。又四氟乙烯的制法如式二。

1933年由四氟甲烷首次合成四氟乙烯，是采用电弧法。注十一：氟烷溶解氧的能力很强，比水大二十倍。原因是它们分子表面张力小，分子间吸引力弱，容许气体扩散其间。此发现始自1966年美国辛辛那提大学医学院克拉克（Leland Clark）博士实验用的老鼠逃跑中跌进盛满氟烷的容器内，它奋力挣扎也爬不出，沈在缸底良久却未溺死。

克拉克发现这事之后，用氟烷灌流大鼠心脏成功。次年，哈佛大学的格耶尔（R. P. Geyer）以(C4F9)3N置换大鼠全血使存活八小时，而神户大学的研究人员使用全氟代十氢与全氟代三丙胺的混合（7：3）剂，得到更佳的效果。注十二：柠檬酸变为异柠檬酸过程中的中间体是顺式乌头酸。后者与结合，如在平衡状态，则柠檬酸、顺式乌头酸及异柠檬酸之比例是91：3：6。

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