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Electride

Cavidades y canales en un electrido Un electrido es un compuesto iónico en el que un electrón cumple la función del anión . [ 1 ] Soluciones Las soluciones de metales alcalinos ...

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Cavidades y canales en un electrido

Un electrido es un compuesto iónico en el que un electrón cumple la función del anión . [ 1 ]

Soluciones

Las soluciones de metales alcalinos en amoníaco son sales electridas. [ 2 ] En el caso del sodio, estas soluciones azules consisten en [Na(NH 3 ) 6 ] + y electrones solvatados :

Na + 6 NH 3 → [Na(NH 3 ) 6 ] + + e −

El catión [Na(NH₃ ) ₆ ] ⁺ es un complejo de coordinación octaédrico . A pesar del nombre, el electrón no abandona el complejo sodio-amoniaco, sino que se transfiere del Na a los orbitales vacantes de las moléculas de amoniaco coordinadas. [ 3 ]

Existen soluciones similares en la hexametilfosforamida . [ 4 ]

sales sólidas

Se han descrito muchos "electrides inorgánicos". [ 5 ]

La adición de un agente complejante como el éter corona o el [2.2.2]-criptando a una solución de [Na(NH 3 ) 6 ] + e − produce [Na (éter corona)] + e − o [Na(2,2,2- criptando )] + e − . La evaporación de estas soluciones produce un sólido paramagnético azul-negro con la fórmula [Na(2,2,2-criptando)] + e − .

Muchos electrides orgánicos cristalinos tempranos se descomponen por encima de 240  K, mientras que el electride de aluminato de calcio derivado de la mayenita C12A7:e − es estable a temperatura ambiente. [ 5 ] El óxido parental 12CaO·7Al 2 O 3 tiene una estructura de jaula que puede representarse como [Ca 24 Al 28 O 64 ] 4+ ; en el electride, los iones óxido extra-estructura son reemplazados por electrones en las jaulas, dando [Ca 24 Al 28 O 64 ] 4+ (4e − ). [ 6 ] C12A7:e − se ha utilizado como donador de electrones de baja función de trabajo y como soporte de catalizador, por ejemplo en la síntesis de amoníaco catalizada por rutenio . [ 7 ] En las sales de electride, el electrón está deslocalizado entre los cationes . Se han analizado las propiedades de estas sales. [ 8 ]

También se ha propuesto que ThI 2 y ThI 3 sean compuestos electrídicos. [ 9 ] De manera similar, CeI2 ,LaI2 ,GdI2 yPri2 son sales de electrido con un ion metálico tricatiónico. [ 10 ] [ 11 ]

electrides organometálicos

Los complejos de níquel(II)-bipiridilo (bipy) reducidos con magnesio se han denominado electrides orgánicos. Un ejemplo es [( THF ) ₄Mg₄ ( μ₂ - bipy ) ₄ ] ⁻ , en el que el electride es el orbital molecular de ocupación simple ( SOMO ) formado por el clúster cuadrado de Mg dentro del complejo más grande . [ 12 ]

Reacciones

Las sales de electruro son potentes agentes reductores , como lo demuestra su uso en la reducción de Birch . La evaporación de estas soluciones azules produce un reflejo del sodio metálico. Si no se evaporan, estas soluciones pierden lentamente su color a medida que los electrones reducen el amoníaco.

2[Na(NH 3 ) 6 ] + e − → 2NaNH 2 + 10NH 3 + H 2

This conversion is catalyzed by various metals.[13] An electride, [Na(NH3)6]+e−, is formed as a reaction intermediate.

High-pressure elements

In quantum chemistry, an electride is identified by a maximum of the electron density, characterized by a non-nuclear attractor, a large and negative Laplacian at the critical point, and an electron localization functionisosurface close to 1.[14] Electride phases are typically semiconducting or have very low conductivity,[15][16][17] usually with a complex optical response.[18] A sodium compound called disodium helide has been created under 113 gigapascals (1.12×10^6 atm) of pressure.[19] It has been proven that the localized electron density in high-pressure electrides does not correspond to isolated electrons, but that it is generated by the formation of (multicenter) chemical bonds.[20][21]

The intrinsic polarization between atomic nucleus and the electron anion in these high pressure electrides can lead to unique properties, such as the splitting of the longitudinal and transverse acoustic modes (i.e., LA-TA splitting, an analogue to the LO-TO splitting in ionic compound),[22] the universal but robust gapless surface state in insulating electride that forming a de facto real space topological distribution of charge carriers,[23] and the colossal charge state of some impurities in them.[24]

Layered electrides (Electrenes)

Layered electrides or electrenes are single-layer materials consisting of alternating atomically thin two-dimensional layers of electrons and ionized atoms.[25][26] The first example was Ca2N, in which the charge (+4) of two calcium ions is balanced by the charge of a nitride ion (−3) in the ion layer plus a charge (−1) in the electron layer.[25]

See also

References

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  2. ↑ Holleman, AF; Wiberg, E. "Química Inorgánica" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5
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Lecturas adicionales

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