الکترید

الکترید (انگلیسی: Electride)، یک ترکیب یونی است که الکترون در آن یک آنیون است. محلولهای فلزهای قلیایی در آمونیاک نمک الکترید هستند. در مورد سدیم، این محلول‌های آبی از ‎[Na(NH_۳)_۶]‎ و الکترون‌های محلول تشکیل شده‌اند:

حفره‌ها و کانال‌ها در یک الکترود

‎Na + ۶ NH_۳ → [Na(NH_۳)_۶],e‎

کاتیون ‎[Na(NH_۳)_۶]‎ یک کمپلکس شیمیایی هشت‌وجهی است.

نمک‌های جامد

با افزودن یک ماده پیچیده مانند اتر تاجی یا کریپتاند-۲٫۲٫۲ به محلول ‎[Na (crown ether)]e‎، فراورده‌هایی مانند ‎[Na(NH_۳)_۶]e‎ یا ‎[Na(2,2،2-crypt)]e‎ به‌دست می‌آید. با تبخیر این محلول‌ها نمکی به رنگ آبی-سیاه و دارای ویژگی پارامغناطیسی با فرمول ‎[Na(2,2،2-crypt)]e‎ حاصل می‌شود.

بیشتر نمک‌های الکترید جامد، در دمایی بالاتر از ۲۴۰ درجه کلوین (۳۳− درجه سلسیوس) تجزیه می‌شوند، درحالی که ‎[Ca_۲۴Al_۲۸O_۶۴](e)_۴‎ در دمای اتاق پایدار است. در این نمک‌ها، الکترون بین کاتیون‌ها پراکنده می‌شود. الکتریدها پارامغناطیس و عایق Mott هستند. ویژگی‌های این نمک‌ها تجزیه و تحلیل شده‌اند.

واکنش

محلول نمک‌های الکتریدی، عامل‌های کاهندهٔ قدرتمندی هستند، همان‌گونه که با استفاده از آن‌ها، کاهش بیرچ اثبات شده‌است. تبخیر این محلول‌های آبی، یک آینهٔ سدیمی به‌وجود می‌آورد. چنین محلول‌هایی به دلیل کاهش الکترون‌های آمونیاک، آرام‌آرام رنگ خود را از دست می‌دهند:

‎۲[Na(NH_۳)_۶]e → ۲NaNH_۲ + ۱۰NH_۳ + H_۲‎

این واکنش توسط فلزهای مختلفی کاتالیز می‌شود. الکترید ‎[Na(NH_۳)_۶]e‎ به‌عنوان واسطه واکنش ایجاد می‌شود.

عنصر فشار بالا

شواهد نظری، رفتار الکترید در عایق‌بندی شکل‌های پرفشار پتاسیم، سدیم و لیتیم را تأیید می‌کنند. در اینجا الکترون جدا شده با بسته‌بندی کارآمد تثبیت می‌شود، که آنتالپی تحت فشار خارجی را کاهش می‌دهد. الکترید با حداکثر تابع محلی‌سازی الکترون مشخص می‌شود، که الکترید را از متالیزاسیون ناشی از فشار متمایز می‌کند. فازهای الکترید معمولاً نیمه‌رسانا هستند یا رسانایی بسیار کمی دارند و معمولاً با یک پاسخ نوری پیچیده همراه هستند. ترکیبی از سدیم به نام دی سدیم هلید تحت فشار ۱۱۳ گیگاپاسکال ایجاد شده‌است.

جستارهای وابسته

رنگ مرکزی

منابع

↑ Dye, J. L. (2003). "Electrons as Anions". Science. 301 (5633): 607–608. doi:10.1126/science.1088103. PMID 12893933.
↑ Holleman, A. F. ; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. شابک ‎۰−۱۲−۳۵۲۶۵۱−۵
↑ Buchammagari, H.; et al. (2007). "Room Temperature-Stable Electride as a Synthetic Organic Reagent: Application to Pinacol Coupling Reaction in Aqueous Media". Org. Lett. 9 (21): 4287–4289. doi:10.1021/ol701885p. PMID 17854199.
↑ Wagner, M. J. ; Huang, R. H. ; Eglin, J. L. ; Dye, J. L. (1994). "An electride with a large six-electron ring". Nature. 368 (6473): 726–729. doi:10.1038/368726a0..
↑ Greenlee, K. W.; Henne, A. L. (1946). Sodium Amide. Inorganic Syntheses. Vol. 2. pp. 128–135. doi:10.1002/9780470132333.ch38. ISBN 978-0-470-13233-3.
↑ Marques M.; et al. (2009). "Potassium under Pressure: A Pseudobinary Ionic Compound". Physical Review Letters. 103 (11): 115501. Bibcode:2009PhRvL.103k5501M. doi:10.1103/PhysRevLett.103.115501. PMID 19792381.
↑ Gatti M.; et al. (2010). "Sodium: A Charge-Transfer Insulator at High Pressures". Physical Review Letters. 104 (11): 216404. arXiv:1003.0540. Bibcode:2010PhRvL.104u6404G. doi:10.1103/PhysRevLett.104.216404. PMID 20867123.
↑ Marques M.; et al. (2011). "Crystal Structures of Dense Lithium: A Metal-Semiconductor-Metal Transition" (PDF). Physical Review Letters. 106 (9): 095502. Bibcode:2011PhRvL.106i5502M. doi:10.1103/PhysRevLett.106.095502. PMID 21405633.
↑ Yu, Zheng; Geng, Hua Y.; Sun, Y.; Chen, Y. (2018). "Optical properties of dense lithium in electride phases by first-principles calculations". Scientific Reports. 8 (1): 3868. arXiv:1803.05234. Bibcode:2018NatSR...8.3868Y. doi:10.1038/s41598-018-22168-1. PMC 5832767. PMID 29497122.
↑ Wang, Hui-Tian; Boldyrev, Alexander I.; Popov, Ivan A.; Konôpková, Zuzana; Prakapenka, Vitali B.; Zhou, Xiang-Feng; Dronskowski, Richard; Deringer, Volker L.; Gatti, Carlo (May 2017). "A stable compound of helium and sodium at high pressure". Nature Chemistry. 9 (5): 440–445. arXiv:1309.3827. Bibcode:2017NatCh...9..440D. doi:10.1038/nchem.2716. ISSN 1755-4349. PMID 28430195.

[1] Dye, J. L. (2003). "Electrons as Anions". Science. 301 (5633): 607–608. doi:10.1126/science.1088103. PMID 12893933.

[2] Holleman, A. F. ; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. شابک ‎۰−۱۲−۳۵۲۶۵۱−۵

[3] Buchammagari, H.; et al. (2007). "Room Temperature-Stable Electride as a Synthetic Organic Reagent: Application to Pinacol Coupling Reaction in Aqueous Media". Org. Lett. 9 (21): 4287–4289. doi:10.1021/ol701885p. PMID 17854199.

[4] Wagner, M. J. ; Huang, R. H. ; Eglin, J. L. ; Dye, J. L. (1994). "An electride with a large six-electron ring". Nature. 368 (6473): 726–729. doi:10.1038/368726a0..

[5] Greenlee, K. W.; Henne, A. L. (1946). Sodium Amide. Inorganic Syntheses. Vol. 2. pp. 128–135. doi:10.1002/9780470132333.ch38. ISBN 978-0-470-13233-3.

[6] Marques M.; et al. (2009). "Potassium under Pressure: A Pseudobinary Ionic Compound". Physical Review Letters. 103 (11): 115501. Bibcode:2009PhRvL.103k5501M. doi:10.1103/PhysRevLett.103.115501. PMID 19792381.

[7] Gatti M.; et al. (2010). "Sodium: A Charge-Transfer Insulator at High Pressures". Physical Review Letters. 104 (11): 216404. arXiv:1003.0540. Bibcode:2010PhRvL.104u6404G. doi:10.1103/PhysRevLett.104.216404. PMID 20867123.

[8] Marques M.; et al. (2011). "Crystal Structures of Dense Lithium: A Metal-Semiconductor-Metal Transition" (PDF). Physical Review Letters. 106 (9): 095502. Bibcode:2011PhRvL.106i5502M. doi:10.1103/PhysRevLett.106.095502. PMID 21405633.

[9] Yu, Zheng; Geng, Hua Y.; Sun, Y.; Chen, Y. (2018). "Optical properties of dense lithium in electride phases by first-principles calculations". Scientific Reports. 8 (1): 3868. arXiv:1803.05234. Bibcode:2018NatSR...8.3868Y. doi:10.1038/s41598-018-22168-1. PMC 5832767. PMID 29497122.

[10] Wang, Hui-Tian; Boldyrev, Alexander I.; Popov, Ivan A.; Konôpková, Zuzana; Prakapenka, Vitali B.; Zhou, Xiang-Feng; Dronskowski, Richard; Deringer, Volker L.; Gatti, Carlo (May 2017). "A stable compound of helium and sodium at high pressure". Nature Chemistry. 9 (5): 440–445. arXiv:1309.3827. Bibcode:2017NatCh...9..440D. doi:10.1038/nchem.2716. ISSN 1755-4349. PMID 28430195.