알칼리 분자는 어떻게 합성됩니까? 예를 들어 논문에서 $$ \ ce {2Na-> Na + + Na-} $$ 는 $ \ Delta H = \ pu {-438로 발열합니다. kJ / mol} $ .

특정 조건에서 특정 유형의 크라운 에테르가있는 경우 $ \ ce {Na +} $ 는 약 $ \ pu {-20 ^ \ circ C} $ 에서 결정화됩니다.

누군가 소다 이드 또는 일반적으로 알칼리화물이 실제로 합성되는 메커니즘을 안내해 줄 수 있습니까?

댓글

  • 나는 이것이 문제의 왕관 에테르라고 생각합니다. [2.2.2]Cryptand
  • 그리고 그게 ' s to do with [2.2.2] Cryptand는 $ \ ce {Na +} $로 컴플렉스를 만들고 안정화하는 데 정말 능숙합니다. $ \ ce {Na-} $, ' 줄일 수 없음
  • 다음 항목도 참조 : Alkalide (Wikipedia)
  • 결정화되는 $ \ ce {Na +} $가 아니라 Cript-$ \ ce {Na +입니다. Na-} $. 이 결정화는 드라이 아이스 온도에서 발생했지만 $ \ pu {83 ^ \ circ C} $에서 분해됩니다 ( pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ja00809a060 )
  • @HKhan, ' 일반적인 실험실 조건과 같은 조건에서 청구 된 항목과 반대 청구 항목을 분리 할 수 없습니다. 플라즈마가 필요하지만 안정적인 음전하는 전자뿐입니다.

Answer

반응 에너지

구성 중첩 방법을 사용하여 $ \ ce {Na} $ 는 이론적으로 $ \ ce {+0.54 eV} $ $ \ ce {^ 1} $ , 즉 약 $ \ ce {-52.1 kJ / mol} $ 입니다. 기상 과정

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

$ \ ce {4.54 eV} $ $ \ ce {^ 2} $ 솔리드 스테이트 프로세스

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

도 $ \ ce {0.8 eV} $ $ \ ce {^ 2} $ . 따라서 큰 발열성에 대한 귀하의 주장 반응이 의심 스럽다. 그러나 $ \ ce {\ Delta H_f} $ 및 $ \ ce {\ Delta G_f } $ $ \ ce {Na ^ +. Cry Na ^-} $ , 여기서 $ \ ce {Cry} $ = [2.2.2] cryptand , $ \ ce {-10kJ / mol} $ 및 $ \ ce {+28 kJ / mol} $ 각각 $ \ ce {^ 3} $ . 큰 발열 엔탈피는 격자 에너지를 참조 할 수 있습니다. 즉, 프로세스

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

$ \ ce {M = Na} $ 의 경우 $ \ ce {\ Delta H 위 프로세스의} $ 및 $ \ ce {\ Delta G} $ 는 $ \ ce {- 323 kJ / mol} $ 및 $ \ ce {-258 kJ / mol} $ $ \ ce {^ 3} $ .

알칼리의 준비

$ \ ce {Na ^-} $ , $ \ ce {K ^-} $ , $ \ ce {Rb ^-} $ 및 $ \ ce {Cs ^-} $ 음이온은 적합한 용매와 결정질 고체 모두에서 안정적입니다. $ \ ce {^ 3} $ . 후자는 포화 용액 $ \ ce {^ 4} $ 을 냉각하거나 빠른 용매 증발로 준비 할 수 있습니다.

포화 용액을 냉각하는 방법으로 알칼리 이온을 포함하는 결정질 염을 제조하는 데있어 주된 어려움은 아민 및 에테르 용액에서 이러한 알칼리 금속의 낮은 용해도입니다. $ \ ce {^ 3} $ . 용액에 용해 된 금속의 농도가 충분히 크지 않으면 냉각시 고체의 침전은 미미할 것입니다. 이 문제는 [18] crown-6 및 [2.2.2] cryptand]와 같은 크라운 에테르 및 크립트 및 콤플렉스를 사용하여 해결되었습니다. $ \ ce {^ 3} $ .착화 제는 $ \ ce {M ^ +} $ 와 착화되어 평형 (1)을 오른쪽으로 멀리 이동하여 용해 된 금속 이온의 농도를 크게 증가시킵니다.

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

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

복합 화제를 사용하는이 기술은 Dye et al. 1973 년 $ \ ce {^ 4} $ 에서 합성에 사용되었습니다. Dye 등에 의해보고 된 바와 같이, [2.2.2] 크립 탄드와 함께 에틸 아민에 용해 된 충분히 농축 된 나트륨 금속 용액 (과량)이 먼저 준비되었습니다. 그런 다음 용액을 드라이 아이스 온도로 냉각시켜 금색 결정질 고체 침전물을 제공합니다. 철저한 분석을 통해이 침전물은 pan class = “math-와 함께 $ \ ce {Na ^ +. Cry Na ^-(s)} $ 로 확인되었습니다. container “> $ \ ce {Cry} $ 는 [2.2.2] 암호화입니다.

참조

  1. Weiss, AW 일부 알칼리 및 알칼리-지구 원소에 대한 이론적 전자 친화도. 물리. 개정 , 1968 , 166 (1), 70-74

  2. Tehan, FJ; Barnett, B.L .; 염료, J.L. 알칼리 음이온. Cryptated Sodium Cation과 Sodium Anion을 포함하는 화합물의 제조 및 결정 구조. J. 오전. Chem. Soc. , 1974 , 96 (23), 7203–7208

  3. 염료, 알칼리 금속 음이온의 JL 화합물. 앵게. Chem. , 1979 , 18 (8), 587-598

  4. 염료, JL; Ceraso, J. M .; Lok, M. T .; Barnett, B.L .; Tehan, F. J. 나트륨 음이온 (Na-)의 결정질 염. J. 오전. Chem. Soc. , 1974 , 96 (2), 608-609

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