Elektrody
Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 2. února 2021; kontroly vyžadují 3 úpravy .Elektridy jsou skupinou iontových sloučenin , které mají jako anion elektron .
Jsou známy dva typy alkálií - organické, obsahující kation alkalického kovu v koordinovaném stavu v makrocyklických ligandech - korunové ethery a kryptandy , a anorganické, ve kterých elektrony tvoří vrstvy dvourozměrného elektronového plynu mezi aniontovými vrstvami krystalové mřížky. (například nitrid vápenatý [Ca2N] + e - [1] ).
Historie
Rozptýlené studie provedené různými autory umožnily shromáždit experimentální data, která naznačovala, že kromě vodičů prvního druhu (kovy s elektronovou vodivostí) a vodičů druhého druhu (roztoky solí s iontovou vodivostí) existují sloučeniny, které nespadají do této klasifikace.
Byla objevena poměrně vzácná ložiska modré soli. Vlivem mnohaletého ozařování z blízkých radioaktivních hornin jsou volné elektrony umístěny v defektech krystalové mřížky soli, díky čemuž krystaly chloridu sodného získávají slabou vodivost.
Chemické vlastnosti
V organických rozpouštědlech poskytují modré roztoky. Rozpusťte další množství alkalických kovů za vzniku alkálií , ve kterých je oxidační stav alkalických kovů -1. V jodidech dvojmocného lanthanu a ceru (LaI 2 a CeI 2 ) mohou některé atomy kovu postupně přecházet do trojmocného stavu a uvolňovat elektrony, které zajišťují vodivost takových anorganických sloučenin:
La 2 + = La 3 + + e -Při elektrochemické redukci methylrtuťnatého chloridu CH 3 HgCl vzniká na katodě červená látka, která má elektronovou vodivost a má složení CH 3 Hg. Jde o iontovou sloučeninu, jejíž krystalová mřížka je postavena z kationtů CH 3 Hg + , přičemž anionty jsou elektrony, které nezabírají konkrétní místo, ale patří do celé mřížky. Díky tomu se mohou volně pohybovat, což se projevuje v podobě elektrické vodivosti. Složení sloučeniny lze tedy přesněji popsat vzorcem [CH 3 Hg] + e − .
Součet nashromážděných skutečností umožnil přistoupit k řízené přípravě sloučenin tohoto typu. Plánovaná syntéza elektridů byla úspěšně provedena za použití relativně nové třídy sloučenin – korunových etherů. Změnou velikosti cyklu je možné korunový éter velmi přesně „naladit“ na kation přísně definovaného kovu, který se díky tomu celkem pevně zafixuje. Právě tato vlastnost korunových etherů byla využita k vytvoření elektridů.
Získání
Když je kovový sodík rozpuštěn v kapalném amoniaku, ionty jsou solvatovány (stejně jako když je NaCl rozpuštěn ve vodě). Solvatačním rozpouštědlem je kapalný amoniak. V roztoku se tvoří kationty Na + a anionty jsou elektrony solvatované amoniakem e - (pokud se výsledný roztok odpaří, lze amoniak snadno odstranit při pokojové teplotě, elektron se vrátí na sodíkový iont a původní kovový sodík se získat znovu).
Na0 + NH 3 (kapalina) \u003d Na + ( NH 3 ) n + e - (NH 3 ) mK získání elektridu se k výslednému roztoku sodíku v kapalném amoniaku přidá crown ether a ten, který přesně solvatuje sodíkový kationt, při dodržení molárního poměru crown ether/sodný = 1/1. Poté se amoniak odpaří, elektron se nebude moci vrátit do sodíku, protože kationt Na + je pevně blokován korunovým etherem. V důsledku toho vzniká látka, ve které jsou sodné ionty v krystalové mřížce pokryty crown etherem a v mezikrystalickém prostoru jsou umístěny volné, nesolvatované elektrony (crown ether solvatuje pouze sodné kationty).
Díky výjimečně malé velikosti se elektrony v takové sloučenině mohou volně pohybovat v mezikrystalickém prostoru, sloučenina získává spíše vysokou elektrickou vodivost, blízkou kovům. Tyto sloučeniny se nazývají "elektrody".
Existuje trochu jiný způsob, jak získat elektridy. K roztoku kovového sodíku v kapalném amoniaku se nepřidává ekvivalentní množství korunového etheru, ale poloviční množství (poměr sodík/crownether = 2/1). Polovina atomů sodíku ve formě Na + iontů bude vázána korunovým etherem a druhá polovina připojí uvolněné elektrony za vzniku Na- aniontů . Vznikne zcela neobvyklá iontová struktura obsahující sodné kationty a anionty
Sodík má neobvykle silnou tendenci darovat elektron a přeměnit se na kation, zatímco tvorba aniontu je zjevně vynucený proces, proto je elektron slabě zadržen Na - aniontem , v důsledku čehož látka také získává kovový vodivost.
Fyzikální vlastnosti
Ve své čisté formě - modré krystaly (barva je způsobena elektronem), citlivé na kyslík a vlhkost ve vzduchu, snadno se rozkládají při zahřátí. V organických rozpouštědlech poskytují modré roztoky. Mohou rozpustit další množství alkalických kovů, čímž vzniknou alkálie , ve kterých je oxidační stav alkalických kovů -1.
Viz také
Poznámky
- ↑ Lee, Kimoon; Kim, Sung Wng; Toda, Yoshitake; Matsuishi, Satoru; Hosono, Hideo (2013-02). „Nitrid vápenatý jako dvourozměrný elektrid s aniontovou elektronovou vrstvou“ . příroda . 494 (7437): 336-340. DOI : 10.1038/příroda11812 . ISSN 1476-4687 . Staženo 2021-02-02 . Zkontrolujte datum na |date=( nápověda v angličtině )
 Slovníky a encyklopedie |
|---|