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鹼化物

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鹼化物是含有鹼金屬元素陰離子的化合物。例如[Na(2,2,2-crypt)]+Na 中有一個的陰離子,即為鹼化物。第一個鹼化物出現在1970年代,[1][2][3]目前也己發現含有陰離子的鹼化物。

鹼化物相當特殊,因為以往認為鹼金屬元素在化合物中只會以陽離子的方式存在,而且鹼金屬元素陰離子的活性相當強,可以打破大部份的共價鍵。在鹼化物中使用了特殊的穴醚來隔離鹼金屬陰離子,因此才能在室溫下穩定存在。[4]

鹼化物與電子鹽有相似的化學性質。

「普通」的鹼金屬化合物

鹼金屬可以形成許多眾所皆知的鹽類。 氯化鈉 (普通食鹽),Na+Cl,是鹼金屬(如鈉)的普通價態 +1 的化合物。 在這個離子化合物里,陽離子和陰離子結合在一起。穩定的 Na+ 是鈉電離一個電子產生的陽離子,氧化態 +1 。它非常穩定,因為它滿足八隅體規則

鹼化物的種類

已知的鹼化物有:[3]

  • 鈉化物,Na
  • 鉀化物,K
  • 銣化物,Rb
  • 銫化物,Cs

假想的鹼化物:

  • "鋰化物",Li
  • "鈁化物",Fr

例子

通常,由於鹼金屬陰離子的高反應活性,鹼化物是熱力學不穩定的。從理論上講,它能夠破壞典型的配體中的大多數共價鍵,包括穴醚里的碳-氧鍵。引入一種特殊的含有胺而不是醚鍵的穴狀配體,可以分離出在室溫下穩定的鉀化物和鈉化物。[5]

一些鹼化物已被合成:

  • AdzH+Na-, 為反氫化鈉
  • [Na(cryptand[2.2.2])]+Na, 已被發現。這種鹽同時有 Na+ 和 Na兩種鈉離子。穴醚分離並穩定了Na+,防止其被Na-還原。
  • 鈉化疊氮穴醚化, Ba2+(H5Azacryptand[2.2.2])Na⋅2MeNH2,已成功合成。[6]
  • Na+ 和 Na-二聚體都被發現了。[6]

參考資料

  1. ^ J. L. Dye; J. M. Ceraso; Mei Lok Tak; B. L. Barnett; F. J. Tehan. Crystalline salt of the sodium anion (Na). J. Am. Chem. Soc. 1974, 96 (2): 608–609. doi:10.1021/ja00809a060. 
  2. ^ F. J. Tehan; B. L. Barnett; J. L. Dye. Alkali anions. Preparation and crystal structure of a compound which contains the cryptated sodium cation and the sodium anion. J. Am. Chem. Soc. 1974, 96 (23): 7203–7208. doi:10.1021/ja00830a005. 
  3. ^ 3.0 3.1 J. L. Dye. Compounds of Alkali Metal Anions. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1979, 18 (8): 587–598. doi:10.1002/anie.197905871. 
  4. ^ Kim, J.; Ichimura, A. S.; Huang, R. H.; Redko, M.; Phillips, R. C.; Jackson, J. E. and Dye, J. L. (1999). Crystalline Salts of Na and K (Alkalides) that Are Stable at Room Temperature. J Am Chem Soc 121:10666-10667.
  5. ^ J. Kim; A. S. Ichimura; R. H. Huang; M. Redko; R. C. Phillips; J. E. Jackson; J. L. Dye. Crystalline Salts of Na and K (Alkalides) that Are Stable at Room Temperature. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121 (45): 10666–10667. doi:10.1021/ja992667v. 
  6. ^ 6.0 6.1 M. Y. Redko; R. H. Huang; J. E. Jackson; J. F. Harrison; J. L. Dye. Barium azacryptand sodide, the first alkalide with an alkaline Earth cation, also contains a novel dimer, (Na2)2−. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125 (8): 2259–2263. PMID 12590555. doi:10.1021/ja027241m.