金屬銨

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（重定向自水－氨簡併態物質）
金屬銨
IUPAC名
Ammonium
识别
CAS号 14798-03-9  checkY
ChEBI 49783
性质
化学式 NH4·
摩尔质量 18.0385 g/mol g·mol⁻¹
相关物质
相关化学品 銨、氯化銨、銨鹽
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

金屬銨，是一種簡併態物質，也是一種電子化合物及超原子。当氢气與氨氣被充分压缩，经过相变后便会产生金屬銨[1]。但這種相態的銨無法於標準狀態下存在，標準狀態下銨僅能以離子或溶液相（aq）狀態存在。相關理論是基於銨與其他鹼金屬反應特性十分相近[1][2][3]，而目前已知能於標準狀態下存在的金屬銨，只有與汞的合金，即銨汞齊[4][5]。

固态金屬銨是由銨根離子组成的晶体结构，电子脱离了分子轨道，表现为一般金属中的传导电子。

在高压下，浸在大量自由电子海中的铵离子可能会表现出类似于金属的性质，使得金屬銨得以穩定，如同金屬氫一般。冰巨星天王星与海王星的内部就可能存在这种“金屬銨”。[1][2][3]

存在可能性

銨根離子NH4+的性質與行為在許多方面都與金屬離子相同。這導致Ramsey[6]認為一價的金屬銨（NH4+離子浸泡在一個電子海）穩定在明顯低於一般絕緣體-金屬相變壓力[7]兆帕〜1011帕（105帕=1巴）的壓力。根據計算，從NH3和H2分子的混合物中的轉換金屬銨，發生在壓力小於2.5×1010帕[8]，與物理学家尤金·維格納和Hillard Bell Huntington预测金屬氫的數值相當，由於該預測指出在250,000个大气压（约25GPa）下，氢原子失去对电子的束缚能力，呈现出金属性质[9]，但由於此后的实验表明，对金屬氫压力的最初假設不足[10]，因此，要產生金屬銨可能需要更高的壓力[8]。

在含氮的巨大氣體行星內部，若壓力足夠[1][2][3]，則有可能出現金屬銨[11][12]，如天王星和海王星[1][3]。

海王星

主条目：海王星

海王星內部有一些類似金屬態的簡併態物質，作为行星学惯例，这种混合物被叫作冰，虽然其实是高度压缩的过热流体。这种高电导的流体通常也被叫作水－氨大洋，[13]，是金屬銨的一種可能結構。

合金

主条目：銨汞齊

金屬銨雖未能在標準大氣壓下（STP）存在，但其與汞的合金可以，1808年英國化學家漢弗里·戴維和瑞典化學家永斯·貝采利烏斯首次制取銨汞齊[14]。他們由電解氯化銨在汞陰極形成灰色、海綿狀的金屬性物質[15]。最近的研究顯示了結構的形式被假設成 H3N - Hg - H，這可能只溶解於汞為穩定的。若銨汞齊在室溫下接觸到水或酒精就容易分解:

結構

根據銨汞合金的相關研究，金屬銨可能具有類似銨汞齊的結構 H3N - H - H3N，由質子、銨根、電子晶體排列而成，但無法在标准状况下存在。

網路文化

網路上經常出現所謂「超理」，用看似真實的理論描述不存在的事物。金屬銨曾被描述為「趙明毅用鉑電極電解熔融氯化銨，將陰極得到的氣體加1MPa壓並處於超低溫狀態，最終液氨與液氫相互化合，生成金屬銨」，但實際上該反應並不會生成任何金屬態物質。

化合物

經常有人談論其化合物，但多半是惡搞文化超理的作品，例如氫化銨、氧化銨等。

參見

參考文獻

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Bernal, M. F. M.; Massey, H. S. W. Metallic Ammonium. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 1954-04-01, 114 (2) [2022-10-14]. Bibcode:1954MNRAS.114..172B. ISSN 0035-8711. doi:10.1093/mnras/114.2.172. （原始内容存档于2021-11-29） （英语）. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 Holleman, Arnold Frederik; Wiberg, Egon, Wiberg, Nils , 编, Inorganic Chemistry, 由Eagleson, Mary; Brewer, William翻译, San Diego/Berlin: Academic Press/De Gruyter, 2001, ISBN 0-12-352651-5 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 Stevenson, D. J. Does metallic ammonium exist?. Nature. 1975-11, 258 (5532) [2022-10-14]. Bibcode:1975Natur.258..222S. ISSN 1476-4687. doi:10.1038/258222a0. （原始内容存档于2022-10-14） （英语）. 
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  14. ^ Prandtl, W.: Humphry Davy, Jöns Jacob Berzelius, zwei führende Chemiker aus der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart, 1948
  15. ^ Hofmann, Helmut. Qualitative Analyse, 4. durchgesehene, erw. und verb. Aufl. Berlin,: Walter de Gruyter. 1972. ISBN 3-11-003653-3. OCLC 884444 （德语）. 
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