我不会碰的东西：过氧化二氟 (Dioxygen Difluoride)

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我永远不希望遇到的化学品清单上又添新成员，这次我们回到美妙的氟化学世界。我总是对该领域已经完成的如此多的工作、其中一些工作首次完成的时间之久远，以及有多少剧烈且可怕的化合物得到了仔细研究而感到震惊。以下是今天春天清新气息的实验准备的开始方式：

加热器被加热到大约 700 摄氏度。在关闭室内灯光的情况下，可以观察到加热器块发出暗红色光芒。压载罐填充至 300 托的氧气，然后加入氟气，直到总压力为 901 托...

是的，接下来发生的事情正如你所想：你将氧气和氟气的混合物通过一个 700 度高温的加热块。“不，你不能这样做，”这是大多数化学家对此建议的常见反应，“...除非我至少在一英里之外，如果我在下风处，则要两英里。” 各位，这就是制备过氧化二氟的直接方法，通常在文献中用其令人回味的公式 FOOF 来表示。

嗯，“通常”是一种相对的说法。 大多数关于这种物质的参考文献显然来自仅仅是思考过它，而没有真正制造过它的课题组。 很少有提到密度泛函理论的摘要会引出以机械车间图为特色的论文，这里也是如此。 一旦你从参考文献列表中剥离所有“计算几何. . .”的灌木丛，你就会留下一个更小的实验论文核心。

而且这是一个坚硬的核心！ 这种物质最早于 1932 年由德国的 Ruff 和 Menzel 制备，他们一定是很有可能的人，因为当时人们并非不尊重氟。 不，早在有人设法分离出元素氟之前，它就赢得了人们的尊重，这个过程在 1800 年代花了整整 50 年才完成。（试图这样做时被炸死或毒死的人的名单令人印象深刻）。 那是在室温下。 在 700 度的高温下，氟开始解离成单原子自由基，从而失去其温和和宽容的性质。 但这就是你让它与氧气反应，生成在几乎所有方面都更糟糕的产物的方式。

FOOF 仅在低温下稳定； 如果不将其撕成碎片，你将永远无法在接近室温的情况下使用它。 我见过一篇参考文献提到将其作为固体储存在 90 开尔文以供日后使用，但那篇论文，是 Temple 大学 A. G. Streng 在 1962 年的一项成果，在几个方面都令人震惊。 Streng 不仅制备了多批过氧化二氟并将其保存起来，而且显然他还负责找出它对事物的作用。 各种各样的事情。 实际上，一件该死的事情之后又一件：

“作为一种高能氧化剂，即使在接近其熔点的温度下，过氧化二氟也会与有机化合物剧烈反应。它与固体乙醇瞬间反应，产生蓝色火焰和爆炸。当将一滴液态 02F2 加入到冷却至 90°K 的液态甲烷中时，会立即产生白色火焰，进一步燃烧后变成绿色。当将 0.2 (mL) 的液态 02F2 加入到 0.5 (mL) 的 90°K 液态 CH4 中时，发生剧烈爆炸。”

如果用“加热”这个词来形容在 -180 摄氏度（如果你只有厨房温度计，那就是 -300 华氏度）下引爆物体的过程，那么他只是在热身。 Streng 的绝大多数反应肯定从未再次进行过。 该论文继续将 FOOF 与你不应该与之反应的任何其他物质发生反应：氨气（“剧烈”，在 100K 下），水冰（爆炸，当然），氯气（“剧烈爆炸”，所以第二次他添加得更慢），红磷（不好），溴化氟，三氟化氯（你说什么？），高氯酰氟（！），四氟肼（到底是怎么回事...），等等。 如果这篇论文不是用完整的语法句子写成并发表在 JACS 上，你可能会发誓这是某个暴力疯子的作品。 在第二页之后，我的粗俗的咒骂就用完了。 各位，A. G. Streng 绝对是腐蚀性爆炸蛋糕的获得者，我不得不向他致敬。

即使是 Streng 也不得不放弃一些计划中的实验（bonus dormitat Strengus?）。 硫化物击败了他，因为热力学太可怕了。 例如，硫化氢与四个 FOOF 分子反应生成六氟化硫、2 个 HF 分子和四个氧原子...以及 433 千卡，这是一种你想不惜一切代价避免的每个人都为自己的放热反应。 FOOF 的硫化学仍然有待探索，所以如果你想制作一批撒旦泡菜，那就去做吧。

更新：请注意，这是每摩尔 433 千卡，而不是每分子（对于即使是核裂变和聚变反应也是不可能的（请参见此处以获取数字）。 化学家几乎总是从摩尔的角度考虑能量学，因此造成了混淆。 这仍然是一个荒谬的能量释放量，当它发生时，你不想在场。

那么有人使用过氧化二氟吗？ 据我所见没有。 最近对这种物质的大部分工作来自洛斯阿拉莫斯的课题组，他们用它来制备国家安全物质，例如六氟化钚和镎。 但我确实注意到，如果你通过 SciFinder 运行该结构，它会弹出一个最出乎意料的图标，表明有一个商业供应商。 那就是杭州 Sage Chemical Company。 他们以 100 克、500 克和 1 公斤的量提供它，这很有趣，因为我不认为曾经存在过 1 公斤的过氧化二氟。 应该有人打电话问问他们 - 让他们免费送货，如果他们反对，告诉他们亚马逊在此商品上提供免费送货。 他们活该。 白痴。

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Derek Lowe

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Derek Lowe 关于药物发现和制药行业的评论。 一个编辑独立的博客，所有内容均为 Derek 本人所有，他绝不代表他的雇主发言。