Elektrider
Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 2. februar 2021; checks kræver 3 redigeringer .Elektroder er en gruppe af ioniske forbindelser , der har en elektron som en anion .
To typer alkalier er kendt - organiske, indeholdende en alkalimetalkation i en koordineret tilstand i makrocykliske ligander - kroneethere og kryptander , og uorganiske, hvor elektroner danner lag af en todimensionel elektrongas mellem de anioniske lag af krystalgitteret (f.eks. dicalciumnitrid [Ca2N] + e - [1] ).
Historie
Spredte undersøgelser udført af forskellige forfattere gjorde det muligt at akkumulere eksperimentelle data, der indikerede, at der ud over ledere af den første slags (metaller med elektronisk ledningsevne) og ledere af den anden art (opløsninger af salte med ionisk ledningsevne) er forbindelser, der falder ikke ind under denne klassifikation.
Ganske sjældne aflejringer af blåt salt er blevet opdaget. Under påvirkning af mange års bestråling fra nærliggende radioaktive bjergarter placeres frie elektroner i saltets krystalgitterdefekter, på grund af hvilke natriumchloridkrystaller opnår svag ledningsevne.
Kemiske egenskaber
I organiske opløsningsmidler giver blå opløsninger. Opløs en yderligere mængde alkalimetaller, hvilket giver alkalier , hvor oxidationstilstanden for alkalimetaller er -1. I iodider af divalent lanthan og cerium (LaI 2 og CeI 2 ) kan nogle af metalatomerne gradvist passere ind i den trivalente tilstand og frigive elektroner, der giver ledningsevnen af sådanne uorganiske forbindelser:
La 2 + = La 3 + + e -Ved den elektrokemiske reduktion af methylkviksølvchlorid CH 3 HgCl dannes et rødt stof ved katoden, som har elektronisk ledningsevne og har sammensætningen CH 3 Hg. Det er en ionforbindelse, hvis krystalgitter er bygget af CH 3 Hg + kationer , mens anioner er elektroner, der ikke indtager en bestemt plads, men hører til hele gitteret. Som et resultat er de i stand til at bevæge sig frit, hvilket manifesterer sig i form af elektrisk ledningsevne. Sammensætningen af forbindelsen kan således beskrives mere præcist med formlen [CH 3 Hg] + e − .
Summen af de akkumulerede fakta gjorde det muligt at fortsætte til den rettede fremstilling af forbindelser af denne type. Den planlagte syntese af elektrider blev med succes udført ved hjælp af en relativt ny klasse af forbindelser - kroneethere. Ved at ændre størrelsen af cyklussen er det muligt at "tune" kroneetheren meget præcist til kationen af et strengt defineret metal, som på grund af dette vil blive fastgjort ganske fast. Det er denne egenskab ved kroneethere, der blev brugt til at skabe elektrider.
Henter
Når metallisk natrium opløses i flydende ammoniak, opløses ioner (ligesom når NaCl opløses i vand). Det solvatiserende opløsningsmiddel er flydende ammoniak. Na + kationer dannes i opløsningen , og anioner er elektroner solvatiseret af ammoniak e - (hvis den resulterende opløsning fordampes, kan ammoniak let fjernes ved stuetemperatur, elektronen vil vende tilbage til natriumionen, og det oprindelige metalliske natrium vil fås igen).
Na 0 + NH 3 (væske) \u003d Na + (NH 3 ) n + e - (NH 3 ) mFor at opnå en elektride tilsættes kroneether til den resulterende opløsning af natrium i flydende ammoniak, og en der opløser nøjagtigt natriumkationen godt, mens man observerer kroneether/natrium-molforholdet = 1/1. Derefter fordampes ammoniakken, elektronen vil ikke være i stand til at vende tilbage til natriumet, da Na + kationen er tæt blokeret af kroneetheren. Som følge heraf dannes et stof, hvori natriumioner er dækket af kroneether i krystalgitteret, og frie, ikke-solvatiserede elektroner er placeret i det interkrystallinske rum (kroneether solvaterer kun natriumkationer).
På grund af den usædvanligt lille størrelse kan elektronerne i en sådan forbindelse bevæge sig frit i det interkrystallinske rum, forbindelsen opnår en ret høj elektrisk ledningsevne, tæt på metallers. Disse forbindelser kaldes "elektroder".
Der er en lidt anden måde at få elektrider på. Til en opløsning af metallisk natrium i flydende ammoniak tilsættes ikke en tilsvarende mængde kronether, men halvt så meget (natrium/kroneether forhold = 2/1). Halvdelen af natriumatomerne i form af Na + -ioner vil være bundet af kroneetheren, og den anden halvdel vil vedhæfte de frigivne elektroner og danne Na - anioner . Der vil opstå en helt usædvanlig ionstruktur indeholdende natriumkationer og anioner
Natrium har en usædvanlig stærk tilbøjelighed til at donere en elektron og blive til en kation, mens dannelsen af en anion er en klart forceret proces, derfor tilbageholdes elektronen svagt af Na - anionen , hvorved stoffet også optager metallisk ledningsevne.
Fysiske egenskaber
I sin rene form - blå krystaller (farven skyldes elektronen), følsomme over for ilt og fugt i luften, som let nedbrydes ved opvarmning. I organiske opløsningsmidler giver blå opløsninger. De kan opløse en yderligere mængde alkalimetaller, hvilket giver alkalier , hvor oxidationstilstanden for alkalimetaller er -1.
Se også
Noter
- ↑ Lee, Kimoon; Kim, Sung Wng; Toda, Yoshitake; Matsuishi, Satoru; Hosono, Hideo (2013-02). "Dicalciumnitrid som en todimensionel elektride med et anionisk elektronlag" . natur . 494 (7437): 336-340. DOI : 10.1038/nature11812 . ISSN 1476-4687 . Hentet 2021-02-02 . Tjek datoen på |date=( hjælp på engelsk )
 Ordbøger og encyklopædier |
|---|