アルカリ化物

アルカリ化物は、アルカリ金属原子が電荷または酸化状態が -1 のアニオン（負イオン）である化合物です。1970 年代にアルカリ化物が初めて発見されるまで、^[1]^[2]^{[3]アルカリ金属は}塩の中で電荷または酸化状態が +1 のカチオン（正イオン）としてのみ存在すると知られていました。 ^{[4]これらのタイプの化合物は、その異常な}化学量論と低いイオン化ポテンシャルのために理論的に興味をそそられます。アルカリ化物化合物は、捕捉された電子が実質的にアニオンである塩であるエレクトライドと化学的に関連しています。^[5]

「通常の」アルカリ金属化合物

アルカリ金属は、よく知られた多くの安定した塩を形成します。塩化ナトリウム（一般的な食卓塩）Na ⁺ Cl ⁻は、ナトリウムなどのアルカリ金属の通常の役割を示しています。このイオン化合物の実験式では、正に帯電したナトリウムイオンが負に帯電した塩化物イオンによってバランスが取られています。安定したNa ⁺の従来の説明では、元素ナトリウムから電子を1 つ失って電荷 +1 の陽イオンが生成され、安定した閉殻電子配置が生成されます。

命名法と既知の事例

いくつかのアルカリ金属にはアルカリ化物が知られている：^[3]

ナトリウムまたはナトリウム化物、Na ⁻
カリウムまたはカリド、K ⁻
ルビダイド、Rb ⁻
ケイサイド、Cs ⁻

他のアルカリ金属のアルカリ化物はまだ発見されていません。

リチウム化物、Li ⁻
フランシード、Fr ⁻

例

通常、アルカリ化物はアルカリ化物アニオンの反応性が高いため熱に不安定であり、理論的には典型的なクリプタンドの炭素-酸素結合を含むほとんどの共有結合を切断することができます。エーテル結合の代わりにアミンを含む特別なクリプタンド配位子の導入により、室温で安定なカリドとナトリドの単離が可能になりました。^[6]

いくつかのアルカリ化物が合成されています。

水素イオンがアダマンザンに包み込まれた化合物、水素化物または「逆水素化ナトリウム」（水素化物または水素化物H ⁺ Na ⁻）が観察されています。^[7]
ナトリウム-クリプタンド塩[Na(クリプタンド[2.2.2] )] ⁺ Na ^{− が}観測されている。この塩にはNa ⁺とNa ^{− の}両方が含まれている。クリプタンドはNa ^{+ を}分離して安定化させ、 Na ⁻によって還元されるのを防ぐ。
バリウムアザクリプタンドナトリウム、Ba ²⁺ [H ₅アザクリプタンド[2.2.2]] ⁻ Na ⁻ ⋅2CH ₃ NH ₂が合成されている。^[5]
陽イオン性ナトリウムと陰イオン性ナトリウムの二量体が観察されている。 ^[5]

参考文献

^ JL Dye; JM Ceraso; Mei Lok Tak; BL Barnett; FJ Tehan (1974). 「ナトリウム陰イオン（Na ⁻）の結晶塩」. J. Am. Chem. Soc. 96 (2): 608– 609. doi :10.1021/ja00809a060.
^ FJ Tehan; BL Barnett; JL Dye (1974). 「アルカリアニオン。クリプト化ナトリウムカチオンとナトリウムアニオンを含む化合物の調製と結晶構造」。J . Am. Chem. Soc. 96 (23): 7203– 7208. doi :10.1021/ja00830a005。
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^ J. Kim; AS Ichimura; RH Huang; M. Redko; RC Phillips; JE Jackson; JL Dye (1999). 「室温で安定なNa ⁻および K ^{− (アルカリ化物) の結晶塩」.}J. Am. Chem. Soc. 121 (45): 10666– 10667. doi :10.1021/ja992667v.
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[1] JL Dye; JM Ceraso; Mei Lok Tak; BL Barnett; FJ Tehan (1974). 「ナトリウム陰イオン（Na ⁻）の結晶塩」. J. Am. Chem. Soc. 96 (2): 608– 609. doi :10.1021/ja00809a060.

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[Redko-5] MY Redko; RH Huang; JE Jackson; JF Harrison; JL Dye (2003). 「アルカリ土類陽イオンを含む最初のアルカリ化物であるバリウムアザクリプタンドナトリウムには、新しい二量体 (Na ₂ ) ²⁻も含まれています」。J . Am. Chem. Soc. 125 (8): 2259– 2263. doi :10.1021/ja027241m. PMID 12590555.

[6] J. Kim; AS Ichimura; RH Huang; M. Redko; RC Phillips; JE Jackson; JL Dye (1999). 「室温で安定なNa ⁻および K ^{− (アルカリ化物) の結晶塩」.}J. Am. Chem. Soc. 121 (45): 10666– 10667. doi :10.1021/ja992667v.

[7] 私のレッドコ; M. ヴラッサ; JE・ジャクソン。 AWミシオレク。 RH ファン RH; JL ダイ (2002)。」^{「逆水素化ナトリウム」：H +}と Na ⁻を含む結晶塩。J . Am. Chem. Soc. 124 (21): 5928– 5929. doi :10.1021/ja025655+. PMID 12022811。