Elektrid

Az elektrid ionos vegyület, ahol az anion elektron.^[1] Az alkálifémek ammóniás oldatai elektridek.^[2] Például a nátrium esetén e kék oldatok Na(NH₃)+6 ionokból és szolvatált elektronokból állnak.

{\ce {Na +6 NH3 ->Na(NH3)6+ e-}}

A Na(NH₃)+6 oktaéderes komplex.

Szilárd sók

Komplexképző anyag, például koronaéter vagy [2.2.2]kriptand Na(NH₃)+6e⁻-oldathoz adása Na(koronaéter)⁺e⁻-et vagy Na(2,2,2-kriptand)⁺e⁻-et ad. Ezen oldatok hevítése kékesfekete paramágneses szilárd anyagot ad.

A legtöbb szilárd elektrid 240 K felett bomlik, de a aCa₂₄Al₂₈O4+64(e⁻ )₄ standard hőmérsékleten stabil.^[3] E sókban az elektron a kationok közt delokalizált. Az elektridek paramágneses Mott-szigetelők. Egyes ilyen vegyületeket elemeztek is.^[4]

A ThI₂ és a ThI₃ is elektridek.^[5] Ezekhez hasonlóan a CeI₂, a LaI₂, a GdI₂ és a PrI₂ is elektridek háromszoros pozitív töltésű fémionnal.^[6]^[7]

Reakciók

Az elektridoldatok erős redukálószerek, ezt a Birch-redukcióban használják fel. E kék oldatok bepárlása Na-tükröt ad. Bepárlás nélkül ezen oldatok lassan színtelenné válnak, mivel az elektronok redukálják az ammóniát:

{\ce {2 Na(NH3)6+ e- ->2 NaNH2 +10 NH3 +H2}}

Ezt bizonyos fémek katalizálják.^[8] A Na(NH₃)+6e⁻ köztitermék.

Nagy nyomású elemek

Elvi bizonyítékok szerint a kálium, a nátrium és a lítium magas nyomáson szigetelő. Itt az izolált elektronokat a hatékony csomagolás stabilizálja, csökkentve az entalpiát. Az elektridet az elektronlokalizációs függvény maximuma azonosítja, mely az elektridet a nyomás okozta fémesedéstől megkülönbözteti. Az elektridek általában félvezetők vagy alacsony vezetőképességűek,^[9]^[10]^[11] gyakran komplex optikai válasszal.^[12] Egy nátriumvegyületet, a dinátrium-helidet 113 GPa-on állítottak elő.^[13]

Rétegelt elektridek (elektrének)

A rétegelt elektridek, más néven elektrének egyrétegű anyagok váltakozó atomi vastagságú elektron- és atomrétegekből.^[14]^[15] Ezek első példája a Ca₂N volt, ahol a két kalciumion töltése (+4) mellett egy nitridion töltése (-3) van az ionrétegben, valamint egy elektroné (-1) az elektronrétegben.^[14]

Jegyzetek

↑ Dye, J. L. (2003). „Electrons as Anions”. Science 301 (5633), 607–608. o. DOI:10.1126/science.1088103. PMID 12893933.
↑ Holleman, A. F.; Wiberg, E.. Inorganic Chemistry. San Diego: Academic Press (2001). ISBN 0-12-352651-5
↑ Buchammagari, H. (2007). „Room Temperature-Stable Electride as a Synthetic Organic Reagent: Application to Pinacol Coupling Reaction in Aqueous Media”. Org. Lett. 9 (21), 4287–4289. o. 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. o. DOI:10.1038/368726a0. .
↑ The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements [archivált változat], 3rd, Dordrecht, Hollandia: Springer, 78–94. o.. DOI: 10.1007/1-4020-3598-5_3 (2006) [archiválás ideje: 2016. március 7.]
↑ Greenwood, Norman N., Earnshaw, Alan. Chemistry of the Elements, 2nd, Butterworth-Heinemann, 1240-2. o. (1997). ISBN 0-08-037941-9
↑ Nief, F. (2010). „Non-classical divalent lanthanide complexes”. Dalton Trans. 39 (29), 6589–6598. o. DOI:10.1039/c001280g. PMID 20631944.
↑ Sodium Amide, Inorganic Syntheses, 128–135. o.. DOI: 10.1002/9780470132333.ch38 (1946). ISBN 9780470132333
↑ Marques M. (2009). „Potassium under Pressure: A Pseudobinary Ionic Compound”. Physical Review Letters 103 (11), 115501. o. DOI:10.1103/PhysRevLett.103.115501. PMID 19792381.
↑ Gatti M. (2010). „Sodium: A Charge-Transfer Insulator at High Pressures”. Physical Review Letters 104 (11), 216404. o. DOI:10.1103/PhysRevLett.104.216404. PMID 20867123.
↑ Marques M. (2011). „Crystal Structures of Dense Lithium: A Metal-Semiconductor-Metal Transition”. Physical Review Letters 106 (9), 095502. o. DOI:10.1103/PhysRevLett.106.095502. PMID 21405633.
↑ (2018) „Optical properties of dense lithium in electride phases by first-principles calculations”. Scientific Reports 8 (1), 3868. o. DOI:10.1038/s41598-018-22168-1. PMID 29497122. PMC 5832767.
↑ (2017. május 1.) „A stable compound of helium and sodium at high pressure”. Nature Chemistry 9 (5), 440–445. o. DOI:10.1038/nchem.2716. ISSN 1755-4349. PMID 28430195.
↑ ^a ^b (2016) „Experimental Demonstration of an Electride as a 2D Material”. Journal of the American Chemical Society 138 (49), 16089–16094. o. DOI:10.1021/jacs.6b10114. PMID 27960319. (Hozzáférés: 2021. október 12.)
↑ (2017. december 8.) „Electrons on the surface of 2D materials: from layered electrides to 2D electrenes”. Journal of Materials Chemistry C 5 (43), 11196–11213. o. DOI:10.1039/C7TC02488F. (Hozzáférés: 2021. október 11.)

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben az Electride című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Források

(1996) „Cavities and Channels in Electrides”. J. Am. Chem. Soc. 118 (31), 7329–7336. o. DOI:10.1021/ja960548z.
JCTC

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

[2] Holleman, A. F.; Wiberg, E.. Inorganic Chemistry. San Diego: Academic Press (2001). ISBN 0-12-352651-5

[3] Buchammagari, H. (2007). „Room Temperature-Stable Electride as a Synthetic Organic Reagent: Application to Pinacol Coupling Reaction in Aqueous Media”. Org. Lett. 9 (21), 4287–4289. o. 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. o. DOI:10.1038/368726a0. .

[5] The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements [archivált változat], 3rd, Dordrecht, Hollandia: Springer, 78–94. o.. DOI: 10.1007/1-4020-3598-5_3 (2006) [archiválás ideje: 2016. március 7.]

[6] Greenwood, Norman N., Earnshaw, Alan. Chemistry of the Elements, 2nd, Butterworth-Heinemann, 1240-2. o. (1997). ISBN 0-08-037941-9

[7] Nief, F. (2010). „Non-classical divalent lanthanide complexes”. Dalton Trans. 39 (29), 6589–6598. o. DOI:10.1039/c001280g. PMID 20631944.

[8] Sodium Amide, Inorganic Syntheses, 128–135. o.. DOI: 10.1002/9780470132333.ch38 (1946). ISBN 9780470132333

[9] Marques M. (2009). „Potassium under Pressure: A Pseudobinary Ionic Compound”. Physical Review Letters 103 (11), 115501. o. DOI:10.1103/PhysRevLett.103.115501. PMID 19792381.

[10] Gatti M. (2010). „Sodium: A Charge-Transfer Insulator at High Pressures”. Physical Review Letters 104 (11), 216404. o. DOI:10.1103/PhysRevLett.104.216404. PMID 20867123.

[11] Marques M. (2011). „Crystal Structures of Dense Lithium: A Metal-Semiconductor-Metal Transition”. Physical Review Letters 106 (9), 095502. o. DOI:10.1103/PhysRevLett.106.095502. PMID 21405633.

[12] (2018) „Optical properties of dense lithium in electride phases by first-principles calculations”. Scientific Reports 8 (1), 3868. o. DOI:10.1038/s41598-018-22168-1. PMID 29497122. PMC 5832767.

[13] (2017. május 1.) „A stable compound of helium and sodium at high pressure”. Nature Chemistry 9 (5), 440–445. o. DOI:10.1038/nchem.2716. ISSN 1755-4349. PMID 28430195.

[Druffel2016-14] (2016) „Experimental Demonstration of an Electride as a 2D Material”. Journal of the American Chemical Society 138 (49), 16089–16094. o. DOI:10.1021/jacs.6b10114. PMID 27960319. (Hozzáférés: 2021. október 12.)

[15] (2017. december 8.) „Electrons on the surface of 2D materials: from layered electrides to 2D electrenes”. Journal of Materials Chemistry C 5 (43), 11196–11213. o. DOI:10.1039/C7TC02488F. (Hozzáférés: 2021. október 11.)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]