氟锑酸

氟锑酸（化学式：HSbF₆）或称六氟锑酸，是氢氟酸和五氟化锑反应后的产物。^[2]以一比一的比例混合时成为现在已知最强的超强酸，实验证明能分解碳氢化合物，产生碳正离子以及氢气。^[3]

氟锑酸
IUPAC名 Fluoroantimonic acid
系统名 Hydrogen hexafluoro-λ5-stibanuide
别名	六氟锑酸 六氟合锑(V)酸
识别
CAS号	16950-06-4（无水）  N 72121-43-8（六水）  N
PubChem	6337100
ChemSpider	21241496
SMILES	F[Sb-](F)(F)(F)(F)[FH+]
EINECS	241-023-8
性质
化学式	HSbF6
摩尔质量	236.808（无水） 344.85（六水） g·mol⁻¹
外观	无色液体（无水物） 无色固体（六水合物）[1]
密度	2.885 g/cm3（25℃，无水）
沸点	分解
溶解性（水）	分解
溶解性	溶于SO2ClF，SO2
pKa	−25
pKb	39
危险性
欧盟危险性符号 有毒 T 腐蚀性 C 危害环境N
警示术语	R：R39/23/24/25, R35
安全术语	S：S1/2, S36/37/39, S45, S53, S60, S61
主要危害	强腐蚀性，剧烈水解
NFPA 704	0 4 4 W
闪点	不可燃
相关物质
其他阴离子	HPF6、HAsF6
其他阳离子	NaPF6、NaSbF6
相关化学品	HF、SbF5 魔酸
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

氢氟酸（HF）和五氟化锑（SbF₅）反应强烈放热。HF会释放质子H⁺，然后氟离子F⁻会与SbF₅形成八面体型的SbF₆⁻阴离子。SbF₆⁻是非配位阴离子，亲核性和碱性都很弱。于是质子实际上是“裸露”在溶液中，使得混合物体系呈现极强的酸性，比纯硫酸要强2×10¹⁹倍。

氢氟酸和五氟化锑的反应方程式

结构

用X射线晶体学研究两份${\displaystyle {\ce {HF - SbF5}}}$反应形成的结晶，发现化学式分别为${\displaystyle {\ce {[H2F+][{Sb2F11}^{-}]}}}$和${\displaystyle {\ce {[{H3F2}^{+}][{Sb2F11}^{-}]}}}$，都含有Sb₂F₁₁⁻作阴离子。^[4]据估计，Sb₂F₁₁⁻离子的碱性比SbF₆⁻还要弱，因此更加稳定。

与其他酸的对照

以下的资料是以哈米特酸度函数作为依据，酸度以大负数H₀值表示：

• 氟锑酸 (1990) (H₀值 = −31.3)
• 魔酸 (1974) (H₀值 = −19.2)
• 碳硼烷酸 (1969) (H₀值 = −18.0)
• 氟磺酸 (1944) (H₀值 = −15.1)
• 三氟甲磺酸 (1940) (H₀值 = −14.9)

反应

氟锑酸加热到40 °C下分解，生成氟化氢气体和五氟化锑液体。^[5]

应用

主条目：超强酸 § 应用

氟锑酸使其几乎可以质子化所有的有机化合物。它与异丁烷和新戊烷反应会生成相应的碳正离子：^[6][7]

${\displaystyle {\ce {(CH3)3CH + H+ -> (CH3)3C+ + H2}}}$

${\displaystyle {\ce {(CH3)4C + H+ -> (CH3)3C+ + CH4}}}$

危险性

氟锑酸会与水起强烈甚至爆炸性的反应，而且它会与目前已知几乎所有的溶剂发生反应。^[2]能溶解氟锑酸的溶剂有磺酰氟氯（SO₂ClF）、液态二氧化硫及氟氯烃。盛${\displaystyle {\ce {HF - SbF5}}}$的容器可用特氟龙制造。

参考文献

1. 氟锑酸MSDS. SigmaAldrich
2. Olah, G. A.; Prakash, G. K. S.; Wang, Q.; Li, X. “Hydrogen Fluoride–Antimony(V) Fluoride” in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. DOI: 10.1002/047084289.
3. George Andrew Olah. A life of magic chemistry: autobiographical reflections of a nobel prize winner. John Wiley and Sons. 2001: 100–101. ISBN 0471157430.
4. Mootz, D.; Bartmann, K. The Fluoronium Ions H₂F⁺ and H₃F₂⁺: Characterization by Crystal Structure Analysis. Angewandte Chemie, International Edition in English. 1988, 27: 391–392. doi:10.1002/anie.198803911.
5. Oelderik, Jan. Werkwijze ter bereiding van halogeenverbindingen van vijfwaardig antimoon. Netherlands Patent Application. December 1966,. NL 6508096 A.
6. Bickel, A. F.; Gaasbeek, C. J.; Hogeveen, H.; Oelderik, J. M.; Platteeuw, J. C. Chemistry and spectroscopy in strongly acidic solutions: reversible reaction between aliphatic carbonium ions and hydrogen. Chemical Communications. 1967, 1967: 634–5. doi:10.1039/C19670000634.
7. Hogeveen, H.; Bickel, A. F. Chemistry and spectroscopy in strongly acidic solutions: electrophilic substitution at alkane-carbon by protons. Chemical Communications. 1967, 1967: 635–6. doi:10.1039/C19670000635.

参见

• 影片：氟锑酸 vs iPhone7 （页面存档备份，存于互联网档案馆）（英文）. Game Freak from Youtube