单论氧化性，氧与氧不同

Rad聊碳化硅 · 2021-06-15

单论氧化性，氧与氧不同

碳化硅系列第59篇

如果感觉文章很长

那是我们要走很远

在化学机械抛光中，会使用双氧水将表面的碳化硅转化为二氧化硅。通过这样的反应生成的二氧化硅的硬度比碳化硅低，使得机械抛光更快更好。其中，实现氧化的双氧水叫做氧化剂。

如果你直接百度强氧化剂，可以得到如下的氧化性表。

可以看到，同样是氧，氧化效果是不同的。这是因为含氧物质内部起到氧化作用的电子结构是不同的，这叫做氧物种的不同。

从最简单的单纯氧组成的氧物种来分析一下。

从轨道理论可以知道，氧原子的最外层是2p轨道，占据着4个电子，其中两个电子是不成对的，所以具有极高的氧化性，氧化电势为2.7eV。但是，氧原子是不稳定的，容易形成氧气，可以看分子轨道理论，整体的能量降低了，但是，氧气的氧化电势就只有1.3eV了。

为此，常常通过其他方法给氧原子或者氧气电子。代表性的就是给氧原子一个电子所形成的羟基自由基，HO·，具有极高的氧化电势2.8eV。

介绍一下符号：HO·：其中H表示H+离子，用于推断O的电价；O表示O-离子，通过H的数目推断具体电价，由此计算电子结构；·表示该组合为自由基，本身无意义。比如HO2·中的氧物种为O2-。

因为羟基自由基，HO·，极高的氧化电势2.8eV，而且用完变成H2O，所以基本上所有的高级氧化技术，都是通过各种手段生成羟基自由基，HO·。常见的手段包括了化学（芬顿反应）、光（紫外光）、热（高温）、声、臭氧、电。

其中，最典型的就是芬顿反应。百度百科介绍芬顿反应：1893年，化学家Fenton发现，二价铁离子使得过氧化氢(H2O2)的氧化性增强。具体原理就是二价铁使得过氧化氢转化为羟基自由基和羟基。

梁华卓的单晶SiC磁流变化学复合抛光机理研究博士论文中提到，羟基自由基能有效氧化碳化硅。并且，在工业上也被认为是可以使用的。在专利[中国发明] CN202110055105.7 碳化硅晶片及其加工方法审中-公开发明中，就通过添加氧化铁/四氧化三铁/氧化亚铁来提高抛光液的氧化性。