碳硼烷酸是一種無機(jī)化合物，分子式為H(CHB11Cl11)。為一種超強(qiáng)酸，是最強(qiáng)的單一分子酸，酸性為濃硫酸的一百萬倍、氟磺酸的數(shù)百倍。

分子結(jié)構(gòu)

下方圖片為其共軛堿（即其酸根，而不是分子本身）的結(jié)構(gòu)圖片。

特性

造成碳硼烷酸強(qiáng)酸性的原因，是由于其共軛堿（酸根）CHB11Cl11?非常穩(wěn)定，而且具有高電負(fù)性的氯取代基，能有效分散負(fù)電荷。而外側(cè)的氯包覆碳硼烷核心，使碳硼烷酸根非常穩(wěn)定，不易與其他化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)。

碳硼烷酸雖然酸性強(qiáng)，但不具強(qiáng)烈的腐蝕性與氧化性?；旌纤?，如魔酸、氟銻酸的酸性更強(qiáng)，但會(huì)生成氟離子造成副反應(yīng)，生成的氫氟酸(HF)會(huì)腐蝕玻璃，造成使用上的困難。氟會(huì)攻擊富勒烯(C60)，故H(CHB11Cl11)成為已知能質(zhì)子化富勒烯但不會(huì)將其分解的酸，能與富勒烯形成1：1的鹽類。

碳硼烷酸具備令人吃驚的釋放氫離子的能力，酸性是水的一百萬億倍。但由于碳硼烷酸中碳硼烷的結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定，釋放氫離子后，由11個(gè)硼原子和一個(gè)碳原子排列而成的20面體結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生任何變化，不發(fā)生進(jìn)一步的化學(xué)反應(yīng)，因此腐蝕性很低。

碳硼烷酸的應(yīng)用十分廣泛，可以用來制造“酸化”的有機(jī)分子，研究這些在自然界中短暫存在的有機(jī)分子有助于科學(xué)家了解物質(zhì)發(fā)生變化的深層次機(jī)理，而科學(xué)家希望用碳硼烷酸酸化惰性氣體氙，確定該氣體的惰性強(qiáng)度。

發(fā)展歷史

2004年，加州大學(xué)河濱校區(qū)（UC Riverside）的Chris Reed團(tuán)隊(duì)首先合成出碳硼烷酸。

人們對(duì)酸的認(rèn)識(shí)是逐漸加深的。硫酸(H2SO4)、鹽酸(HCl)、硝酸(HNO3)，被稱為三大強(qiáng)酸，它們可以腐蝕日常生活中見到的很多物質(zhì)。而王水是由濃硝酸和濃鹽酸按1:3的比例混合而成，能夠和化學(xué)性質(zhì)極不活潑的金(Au)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。所以在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，人們認(rèn)為王水就是酸中之王，是最強(qiáng)的酸了。

后來，奧萊教授和他的學(xué)生偶然發(fā)現(xiàn)了一種奇特的溶液，它能溶解不溶于當(dāng)時(shí)已知的任何酸的高級(jí)烷烴蠟燭，人們才知道其實(shí)高氯酸并不是最強(qiáng)的酸，還有比它強(qiáng)的酸，這就是魔酸，又叫超強(qiáng)酸。自從奧萊教授和他的學(xué)生發(fā)現(xiàn)超強(qiáng)酸，人們又開始研究起強(qiáng)酸，相繼找到了多種新的超強(qiáng)酸。

在超強(qiáng)酸出現(xiàn)之前，最強(qiáng)的簡(jiǎn)單分子結(jié)構(gòu)的酸性物質(zhì)為三氟甲基磺酸以及氟磺酸，而后發(fā)現(xiàn)的超強(qiáng)酸，則多是氟化氫及氟基路易斯酸的混合體系，例如HF(SbF5)n，氟磺酸與五氟化銻混合體系等，這些超強(qiáng)質(zhì)子酸大多含有氟化氫，可以直接溶解玻璃，無法在玻璃器皿中盛放。而碳硼烷酸則是已知超強(qiáng)酸中第一個(gè)可以在玻璃器皿中保存的超強(qiáng)酸性物質(zhì)。