氟锑酸(fluoroantimonic acid)化学式通常写作 HSbF₆,实际是由 HF 与 SbF₅ 按不同比例混合得到的“混酸体系”,而不是一种可单独分离的纯化合物;它是目前已知酸性最强的液体之一。

组成与结构
主要离子对:[H₂F]⁺[SbF₆]⁻(1 : 1 时)
过量 SbF₅ 时还会出现 [Sb₂F₁₁]⁻ 等更大阴离子,酸性更强。
阴离子:[SbF₆]⁻ 为正八面体,非配位、弱碱性,让质子几乎“裸露”。
阳离子:[H₂F]⁺(氟化氢桥质子),在溶液中自由迁移,导致极端酸性。
酸性指标
哈米特酸度函数 H₀ = –21 ~ –31(视配比)
比纯硫酸(H₀ = –12)强 2×10¹⁹ 倍。
可质子化烷烃、CO、H₂O、甚至高氯酸,生成碳正离子、氧鎓离子等。
制备方法(实验室/工业)
路线 1(最常用)
SbCl₅ + 5 HF → SbF₅ + 5 HCl
SbF₅ + HF → 氟锑酸体系(直接混合,–40 °C 以下操作)
路线 2(元素氟化)
2 Sb₂O₅ + 10 F₂ → 4 SbF₅ + 5 O₂
后续再与 HF 配成酸。
物理性质
外观:无色至浅黄油状粘稠液体,发烟,无固定沸点。
密度:≈ 2.9 g cm⁻³(1 : 1 体系)。
低温共晶:HF–SbF₅ 体系可在 –30 °C 仍保持液态,适合低温超酸催化。
化学行为
烷烃质子化/裂解
(CH₃)₃CH + H⁺ → (CH₃)₃C⁺ + H₂
用于石油重整、异构化、烷基化。
脱羟基化
R–OH + 2 H⁺ → R⁺ + H₃O⁺
醇、酚、羧酸在室温即可生成碳正离子。
超强酸聚合
使惰性烯烃、甚至苯质子化,引发阳离子聚合。
安全与操作
腐蚀性:可穿透玻璃、腐蚀石英;必须用 PTFE(特氟龙)或金属蒙乃尔容器。
遇水爆炸:H⁺ + H₂O → H₃O⁺ 放热剧烈,伴随 HF 和 SbF₅ 喷溅。
剧毒蒸气:含 HF 与 SbF₅,吸入后造成肺水肿+氟中毒;皮肤接触深度烧伤+锑中毒。
典型应用
| 领域 | 作用 |
| 石油化工 | 催化异构化、烷基化、重整(提高辛烷值) |
| 精细化工 | 制备高活性碳正离子中间体 |
| 材料合成 | 阳离子聚合引发剂(聚异丁烯、丁基橡胶) |
| 实验室 | 制备稳定的碳正离子盐(如 [t-Bu]⁺[SbF₆]⁻) |
