Na przykład, w jaki sposób syntetyzowane są cząsteczki alkaliczne, przeczytałem w artykule, że reakcja $$ \ ce {2Na – > Na + + Na -} $$ jest egzotermiczny z $ \ Delta H = \ pu {-438 kJ / mol} $ .

Przeczytałem również, że w obecności określonego typu eteru koronowego, w określonych warunkach, $ \ ce {Na +} $ krystalizuje na poziomie około $ \ pu {-20 ^ \ circ C} $ .

Czy ktoś może przeprowadzić mnie przez mechanizm, za pomocą którego syntetyzowany jest sodide lub ogólnie jakikolwiek alkaliczny?

Komentarze

  • Myślę, że to jest eter koronny, o którym mowa [2.2.2]Cryptand
  • I to ' s do zrobienia z [2.2.2] Crypt i bycie tak dobrym w tworzeniu kompleksów z (i stabilizowaniem) $ \ ce {Na +} $, że nawet $ \ ce {Na-} $, czy ' t go zmniejszyć
  • Zobacz także: Alkalide (Wikipedia)
  • Nie krystalizuje $ \ ce {Na +} $, ale jest Cript – $ \ ce {Na +. Na -} $. Ta krystalizacja wystąpiła w temperaturze suchego lodu, ale rozkłada się przy $ \ pu {83 ^ \ circ C} $ ( pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ja00809a060)
  • @HKhan, możesz ' t oddzielić ładunki naładowane od przeciwnych w warunkach typowych dla laboratorium. Potrzebujesz plazmy, a nawet wtedy jedynymi stabilnymi ładunkami ujemnymi są elektrony.

Odpowiedź

Energia reakcji

Stosując metodę superpozycji konfiguracji, powinowactwo elektronowe $ \ ce {Na} $ został teoretycznie określony jako $ \ ce {+0,54 eV} $ $ \ ce {^ 1} $ , czyli około $ \ ce {-52,1 kJ / mol} $ . Proces w fazie gazowej

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

zostało określone jako endotermiczne przez $ \ ce {4.54 eV} $ $ \ ce {^ 2} $ podczas procesu półprzewodnikowego

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

również został oszacowany jako endotermiczny przez $ \ ce {0.8 eV} $ $ \ ce {^ 2} $ . Zatem Twoje stwierdzenie dotyczące dużej egzotermiczności reakcja jest wątpliwa. Jednak warto zauważyć, że $ \ ce {\ Delta H_f} $ i $ \ ce {\ Delta G_f } $ za $ \ ce {Na ^ +. Cry Na ^ -} $ , gdzie $ \ ce {Cry} $ = [2.2.2] cryptand , to $ \ ce {-10 kJ / mol} $ i $ \ ce {+28 kJ / mol} $ odpowiednio $ \ ce {^ 3} $ . Twoja duża egzotermiczna entalpia może prawdopodobnie odnosić się do energii sieci, tj. Dla procesu

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

Dla $ \ ce {M = Na} $ , $ \ ce {\ Delta H } $ i $ \ ce {\ Delta G} $ dla powyższego procesu to $ \ ce {- 323 kJ / mol} $ i $ \ ce {-258 kJ / mol} $ odpowiednio $ \ ce {^ 3} $ .

Przygotowanie zasady

$ \ ce {Na ^ -} $ , $ \ ce {K ^ -} $ , Aniony $ \ ce {Rb ^ -} $ i $ \ ce {Cs ^ -} $ są stabilne zarówno w odpowiednich rozpuszczalnikach, jak iw krystalicznych ciałach stałych $ \ ce {^ 3} $ . Ten ostatni można przygotować przez schłodzenie nasyconego roztworu $ \ ce {^ 4} $ lub przez szybkie odparowanie rozpuszczalnika.

Główną trudnością w przygotowaniu soli krystalicznych zawierających jony alkaliczne metodą chłodzenia nasyconego roztworu jest niska rozpuszczalność tych metali alkalicznych w roztworach amin i eterów $ \ ce {^ 3} $ . Bez dostatecznie dużego stężenia metalu rozpuszczonego w roztworze wytrącanie się ciała stałego po ochłodzeniu byłoby nieistotne. Ta trudność została rozwiązana przez użycie korony-eteru i krypt i kompleksów, takich jak [18] korona-6 i [2.2.2] cryptand] $ \ ce {^ 3} $ .Środek kompleksujący tworzy kompleksy z $ \ ce {M ^ +} $ , przesuwając równowagę (1) daleko w prawo, znacznie zwiększając stężenia rozpuszczonych jonów metali.

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

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

Ta technika stosowania środków kompleksujących była również tym, czym Dye et al. użyte w ich syntezie w 1973 roku $ \ ce {^ 4} $ . Jak donoszą Dye i wsp., Najpierw przygotowano dostatecznie stężony roztwór metalicznego sodu (w nadmiarze) rozpuszczony w etyloaminie z kryptą [2.2.2]. Roztwór następnie schładza się do temperatury suchego lodu, uzyskując krystaliczny osad koloru złotego. Dzięki dokładnej analizie ten osad został określony jako $ \ ce {Na ^ +. Cry Na ^ – (s)} $ z $ \ ce {Cry} $ to [2.2.2] kryptand.

Referencje

  1. Weiss, AW Teoretyczne powinowactwa elektronów dla niektórych pierwiastków alkalicznych i ziem alkalicznych. Fiz. Wersja , 1968 , 166 (1), 70-74

  2. Tehan, FJ; Barnett, B. L .; Barwnik, J. L. Aniony alkaliczne. Przygotowanie i struktura krystaliczna związku, który zawiera zaszyfrowany kation sodu i anion sodu. J. Jestem. Chem. Soc. , 1974 , 96 (23), 7203–7208

  3. Barwnik, związki JL anionów metali alkalicznych. Angew. Chem. , 1979 , 18 (8), 587-598

  4. Barwnik, JL; Ceraso, J. M .; Lok, M. T .; Barnett, B. L .; Tehan, F. J. A Crystalline Salt of the Sodium Anion (Na-). J. Jestem. Chem. Soc. , 1974 , 96 (2), 608-609

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *