Jak se například syntetizují molekuly alkalických kovů? V článku jsem se dočetl, že reakce $$ \ ce {2Na – > Na + + Na -} $$ je exotermický s $ \ Delta H = \ pu {-438 kJ / mol} $ .

Také jsem četl, že za přítomnosti určitého typu korunového etheru za určitých podmínek $ \ ce {Na +} $ krystalizuje kolem $ \ pu {-20 ^ \ circ C} $ .

Může mě někdo projít mechanismem, kterým se vlastně syntetizuje sodík nebo obecně jakýkoli alkál?

Komentáře

  • Myslím, že toto je dotyčný korunní ether [2.2.2]Cryptand
  • a to ' souvisí s tím, že [2.2.2] Cryptand je tak dobrý ve vytváření komplexů s (a stabilizací) $ \ ce {Na +} $, že dokonce i $ \ ce {Na-} $, nelze ' t snížit
  • viz také: Alkalide (Wikipedia)
  • Není to krystalizace $ \ ce {Na +} $, ale je to Cript – $ \ ce {Na +. Na -} $. K této krystalizaci došlo při teplotě suchého ledu, ale rozkládá se při $ \ pu {83 ^ \ circ C} $ ( pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ja00809a060)
  • @HKhan, ' nelze oddělit nabitý nic od opačných nábojů za podmínek podobných běžným laboratorním podmínkám. Potřebujete plazmu a dokonce i tehdy jsou jedinými stabilními zápornými náboji elektrony.

Odpověď

Reakční energetika

Použitím metody superpozice konfigurací se elektronová afinita $ \ ce {Na} $ bylo teoreticky určeno jako $ \ ce {+0,54 eV} $ $ \ ce {^ 1} $ , tedy kolem $ \ ce {-52,1 kJ / mol} $ . Proces v plynné fázi

$ \ ce {2Na (g) – > Na ^ + (g) + Na ^ – (g)} $

bylo zjištěno, že je endotermní $ \ ce {4,54 eV} $ $ \ ce {^ 2} $ , zatímco proces v pevné fázi

$ \ ce {2Na (s ) – > Na ^ + .Na ^ – (s)} $

také $ \ ce {0,8 eV} $ $ \ ce {^ 2} $ . Vaše tvrzení týkající se velké exotermie reakce je sporná. Je však třeba poznamenat, že $ \ ce {\ Delta H_f} $ a $ \ ce {\ Delta G_f } $ pro $ \ ce {Na ^ +. Cry Na ^ -} $ , kde $ \ ce {Cry} $ = [2.2.2] kryptand , jsou $ \ ce {-10 kJ / mol} $ a $ \ ce {+28 kJ / mol} $ respektive $ \ ce {^ 3} $ . Vaše velká exotermická entalpie může pravděpodobně odkazovat na energii mřížky, tj. Pro proces

$ \ ce {M ^ +. Cry (g) + M ^ – ( g) – > M ^ +. Cry M ^ – (s)} $ .

U $ \ ce {M = Na} $ je $ \ ce {\ Delta H } $ a $ \ ce {\ Delta G} $ pro výše uvedený proces jsou $ \ ce {- 323 kJ / mol} $ a $ \ ce {-258 kJ / mol} $ respektive $ \ ce {^ 3} $ .

Příprava alkálie

$ \ ce {Na ^ -} $ , $ \ ce {K ^ -} $ , Aniony $ \ ce {Rb ^ -} $ a $ \ ce {Cs ^ -} $ jsou stabilní jak ve vhodných rozpouštědlech, tak v krystalických pevných látkách $ \ ce {^ 3} $ . Ten lze připravit buď ochlazením nasyceného roztoku $ \ ce {^ 4} $ nebo rychlým odpařením rozpouštědla.

Hlavním problémem při přípravě krystalických solí obsahujících alkalické ionty metodou chlazení nasyceného roztoku je nízká rozpustnost těchto alkalických kovů v aminových a etherových roztocích $ \ ce {^ 3} $ . Bez dostatečně velké koncentrace kovu rozpuštěného v roztoku by bylo srážení pevné látky po ochlazení nevýznamné. Tento problém byl vyřešen použitím komplexů crown-ether a kryptand, například komplexů [18] crown-6 a [2.2.2] cryptand] $ \ ce {^ 3} $ .Komplexotvorné činidlo se komplexuje s $ \ ce {M ^ +} $ , čímž posune rovnováhu (1) zcela doprava, což významně zvyšuje koncentrace rozpuštěných kovových iontů.

(1) $ \ ce {2M (s) – > M ^ + (sol) + M ^ – (sol)} $

(2) $ \ ce {M ^ + (sol) + Cry (sol) – > M ^ +. Cry} $

Tato technika používání komplexotvorných látek byla také to, co Dye et al. použity při jejich syntéze v roce 1973 $ \ ce {^ 4} $ . Jak uvádí Dye et al., Byl nejprve připraven dostatečně koncentrovaný roztok kovového sodíku (v přebytku) rozpuštěný v ethylaminu s [2.2.2] kryptandou. Roztok se poté ochladí na teplotu suchého ledu, čímž se získá zlatavě zbarvená krystalická pevná sraženina. Prostřednictvím důkladné analýzy byla tato sraženina poté určena jako $ \ ce {Na ^ +. Plakat Na ^ – (s)} $ s $ \ ce {Cry} $ je kryptandou [2.2.2].

Reference

  1. Weiss, AW Teoretické elektronové spříznění pro některé z prvků alkalických kovů a kovů alkalických zemin. Fyz. Rev. , 1968 , 166 (1), 70-74

  2. Tehan, FJ; Barnett, B.L .; Dye, J. L. Alkalické anionty. Příprava a krystalová struktura sloučeniny, která obsahuje kryptovaný sodný kation a sodný anion. J. Dopoledne. Chem. Soc. , 1974 , 96 (23), 7203–7208

  3. Dye, JL Compounds of Alkali Metal Anions. Angew. Chem. , 1979 , 18 (8), 587-598

  4. Dye, JL; Ceraso, J. M .; Lok, M. T .; Barnett, B.L .; Tehan, F. J. Krystalická sůl anionu sodného (Na-). J. Dopoledne. Chem. Soc. , 1974 , 96 (2), 608-609

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *