Hvordan syntetiseres alkalidmolekyler, for eksempel har jeg i et papir læst, at reaktionen $$ \ ce {2Na – > Na + + Na -} $$ er eksoterm med en $ \ Delta H = \ pu {-438 kJ / mol} $ .

Jeg har også læst, at $ \ ce i nærværelse af en bestemt type kronether, under specifikke forhold {Na +} $ krystalliserer omkring $ \ pu {-20 ^ \ circ C} $ .

Kan nogen lede mig gennem mekanismen, gennem hvilken sodid eller ethvert alkalid generelt generelt er syntetiseret?

Kommentarer

  • Jeg tror, det er den pågældende kroneether [2.2.2]Cryptand
  • Og det ' s har at gøre med [2.2.2] Cryptand er så rigtig god til at lave komplekser med (og stabilisere) $ \ ce {Na +} $, at selv $ \ ce {Na-} $, kan ' t reducere det
  • Se også: Alkalide (Wikipedia)
  • Det krydser ikke $ \ ce {Na +} $, men det er Cript – $ \ ce {Na +. Na -} $. Denne krystallisering fandt sted ved tøris temperatur, men nedbrydes ved $ \ pu {83 ^ \ circ C} $ ( pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ja00809a060)
  • @HKhan, du kan ' t adskille opladet noget fra de modsatte afgifter under noget lignende typiske laboratorieforhold. Du har brug for et plasma, og selv da er de eneste stabile negative ladninger elektroner.

Svar

Reaktionsenergetik

Ved hjælp af metoden til superposition af konfigurationer er elektronaffiniteten for $ \ ce {Na} $ blev teoretisk bestemt til at være $ \ ce {+0.54 eV} $ $ \ ce {^ 1} $ , dvs. omkring $ \ ce {-52.1 kJ / mol} $ . Gasfaseprocessen

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

er bestemt at være endotermisk af $ \ ce {4.54 eV} $ $ \ ce {^ 2} $ mens solid state-processen

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

er også estimeret til at være endotermisk af $ \ ce {0.8 eV} $ $ \ ce {^ 2} $ . Din påstand om den store eksotermitet i reaktion er tvivlsom. Det er dog værd at bemærke, at $ \ ce {\ Delta H_f} $ og $ \ ce {\ Delta G_f } $ for $ \ ce {Na ^ +. Cry Na ^ -} $ , hvor $ \ ce {Cry} $ = [2.2.2] cryptand , er $ \ ce {-10 kJ / mol} $ og $ \ ce {+28 kJ / mol} $ henholdsvis $ \ ce {^ 3} $ . Din store eksoterme entalpi henviser muligvis til gitterenergien, dvs. for processen

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

For $ \ ce {M = Na} $ er $ \ ce {\ Delta H } $ og $ \ ce {\ Delta G} $ til ovenstående proces er $ \ ce {- 323 kJ / mol} $ og $ \ ce {-258 kJ / mol} $ henholdsvis $ \ ce {^ 3} $ .

Forberedelse af alkalidet

$ \ ce {Na ^ -} $ , $ \ ce {K ^ -} $ , $ \ ce {Rb ^ -} $ og $ \ ce {Cs ^ -} $ anioner er stabile både i egnede opløsningsmidler og i krystallinske faste stoffer $ \ ce {^ 3} $ . Sidstnævnte kan fremstilles enten ved afkøling af en mættet opløsning $ \ ce {^ 4} $ eller ved hurtig fordampning af opløsningsmidlet.

Den største vanskelighed ved fremstilling af krystallinske salte indeholdende alkalidioner ved fremgangsmåden til afkøling af en mættet opløsning er den lave opløselighed af disse alkalimetaller i amin- og etheropløsningerne $ \ ce {^ 3} $ . Uden en tilstrækkelig stor koncentration af metallet opløst i opløsning ville udfældning af det faste stof ved afkøling være ubetydelig. Denne vanskelighed blev løst ved brug af kroneether- og kryptandkomplekser, såsom dem i [18] krone-6 og [2.2.2] kryptand] $ \ ce {^ 3} $ .Komplekskomplekskomplekserne med $ \ ce {M ^ +} $ skifter ligevægten (1) langt til højre og øger koncentrationerne af de opløste metalioner markant.

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

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

Denne teknik til anvendelse af kompleksdannende midler var også, hvad Dye et al. brugt i deres syntese i 1973 $ \ ce {^ 4} $ . Som rapporteret af Dye et al. Blev en tilstrækkelig koncentreret opløsning af natriummetal (i overskud) opløst i ethylamin med [2.2.2] kryptand først fremstillet. Opløsningen afkøles derefter til tøris-temperaturer, hvilket giver et guldfarvet, krystallinsk fast bundfald. Gennem grundig analyse blev dette bundfald bestemt til at være $ \ ce {Na ^ +. Cry Na ^ – (s)} $ med $ \ ce {Cry} $ er [2.2.2] kryptand.

Referencer

  1. Weiss, AW Theoretical Electron Affinities for Some of the Alkali and Alkaline-Earth Elements. Fys. Rev. , 1968 , 166 (1), 70-74

  2. Tehan, FJ; Barnett, B. L .; Dye, J. L. Alkali-anioner. Fremstilling og krystalstruktur af en forbindelse, der indeholder den krypterede natriumkation og natriumanionen. J. Er. Chem. Soc. , 1974 , 96 (23), 7203–7208

  3. Farvestof, JL-forbindelser af alkaliske metalanioner. Vred. Chem. , 1979 , 18 (8), 587-598

  4. Farvestof, JL; Ceraso, J. M .; Lok, M. T .; Barnett, B. L .; Tehan, F. J. Et krystallinsk salt af natriumanionen (Na-). J. Er. Chem. Soc. , 1974 , 96 (2), 608-609

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *