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

Jeg har også lest at i nærvær av en bestemt type kroneeter, under spesifikke forhold, $ \ ce {Na +} $ krystalliserer seg rundt $ \ pu {-20 ^ \ circ C} $ .

Kan noen gå meg gjennom mekanismen der sodid, eller noe alkalid, generelt, faktisk blir syntetisert?

Kommentarer

  • Jeg tror dette er den aktuelle kroneeteren [2.2.2]Cryptand
  • Og det ' har med [2.2.2] Cryptand å være så veldig flinke til å lage komplekser med (og stabilisere) $ \ ce {Na +} $, at til og med $ \ ce {Na-} $, kan ' t redusere det
  • Se også: Alkalide (Wikipedia)
  • Det krystalliserer ikke $ \ ce {Na +} $, men det er Cript – $ \ ce {Na +. Na -} $. Den krystalliseringen skjedde ved tørris temperatur, men brytes ned ved $ \ pu {83 ^ \ circ C} $ ( pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ja00809a060)
  • @HKhan, du kan ' ikke skille ladet noe fra de motsatte ladningene under alt som vanlige laboratorieforhold. Du trenger et plasma, og selv da er de eneste stabile negative ladningene elektroner.

Svar

Reaksjonsenergetikk

Ved hjelp av metoden for overstilling av konfigurasjoner, er elektronaffiniteten til $ \ ce {Na} $ ble teoretisk bestemt å være $ \ ce {+0.54 eV} $ $ \ ce {^ 1} $ , det vil si rundt $ \ ce {-52.1 kJ / mol} $ . Gassfaseprosessen

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

er bestemt å være endotermisk av $ \ ce {4.54 eV} $ $ \ ce {^ 2} $ mens solid state-prosessen

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

har også blitt estimert til å være endotermisk av $ \ ce {0.8 eV} $ $ \ ce {^ 2} $ . Dermed er din påstand om den store eksotermiteten til reaksjon er tvilsom. Det er imidlertid verdt å merke seg at $ \ ce {\ Delta H_f} $ og $ \ ce {\ Delta G_f } $ for $ \ ce {Na ^ +. Cry Na ^ -} $ , der $ \ ce {Cry} $ = [2.2.2] cryptand , er $ \ ce {-10 kJ / mol} $ og $ \ ce {+28 kJ / mol} $ henholdsvis $ \ ce {^ 3} $ . Din store eksoterme entalpi kan sannsynligvis referere til gitterenergien, dvs. for prosessen

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

For $ \ ce {M = Na} $ , $ \ ce {\ Delta H } $ og $ \ ce {\ Delta G} $ for prosessen ovenfor er $ \ ce {- 323 kJ / mol} $ og $ \ ce {-258 kJ / mol} $ henholdsvis $ \ ce {^ 3} $ .

Forberedelse av alkalidet

$ \ ce {Na ^ -} $ , $ \ ce {K ^ -} $ , $ \ ce {Rb ^ -} $ og $ \ ce {Cs ^ -} $ anioner er stabile både i egnede løsningsmidler og i krystallinske faste stoffer $ \ ce {^ 3} $ . Sistnevnte kan tilberedes enten ved å avkjøle en mettet løsning $ \ ce {^ 4} $ eller ved rask fordampning av løsningsmidlet.

Hovedproblemet ved fremstilling av krystallinske salter som inneholder alkalidioner ved å avkjøle en mettet løsning, er den lave løseligheten av disse alkalimetallene i amin- og eteroppløsningene $ \ ce {^ 3} $ . Uten en tilstrekkelig stor konsentrasjon av metallet oppløst i løsning, ville utfelling av faststoffet ved avkjøling være ubetydelig. Denne vanskeligheten ble løst ved bruk av kroneeter- og kryptandkomplekser, som for eksempel [18] krone-6 og [2.2.2] kryptand] $ \ ce {^ 3} $ .Komplekseringsmiddelkompleksene med $ \ ce {M ^ +} $ , forskyver likevekten (1) langt til høyre, og øker konsentrasjonene av de oppløste metallionene betydelig.

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

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

Denne teknikken for å bruke kompleksdannende midler var også det Dye et al. brukt i sin syntese i 1973 $ \ ce {^ 4} $ . Som rapportert av Dye et al. Ble en tilstrekkelig konsentrert oppløsning av natriummetall (i overskudd) oppløst i etylamin med [2.2.2] kryptand først fremstilt. Oppløsningen blir deretter avkjølt til temperaturer på tørris, hvilket gir et gullfarget, krystallinsk fast bunnfall. Gjennom grundig analyse ble dette bunnfallet bestemt til å være $ \ ce {Na ^ +. Cry Na ^ – (s)} $ med $ \ ce {Cry} $ er [2.2.2] kryptand.

Referanser

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

  2. Tehan, FJ; Barnett, B. L .; Dye, J. L. Alkali-anioner. Fremstilling og krystallstruktur av en forbindelse som inneholder kryptert natriumkation og natriumanion. J. Er. Chem. Soc. , 1974 , 96 (23), 7203–7208

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

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

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *