Sähköt

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 2. helmikuuta 2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 3 muokkausta .

Elektrodit  ovat ryhmä ionisia yhdisteitä , joissa on elektroni anionina .

Tunnetaan kahdenlaisia ​​alkalideja - orgaanisia, jotka sisältävät alkalimetallikationin koordinoidussa tilassa makrosyklisissä ligandeissa - kruunueetterit ja kryptandit ja epäorgaaniset, joissa elektronit muodostavat kaksiulotteisen elektronikaasun kerroksia kidehilan anionisten kerrosten väliin. (esimerkiksi dikalsiumnitridi [Ca2N] + e - [1] ).

Historia

Eri kirjoittajien tekemät hajatut tutkimukset mahdollistivat kokeellisten tietojen keräämisen, jotka osoittivat, että ensimmäisen tyyppisten johtimien (elektronijohtavat metallit) ja toisen tyyppisten johtimien (ionijohtavuuden omaavien suolojen liuokset) lisäksi on yhdisteitä, jotka eivät kuulu tähän luokitukseen.

Melko harvinaisia ​​sinistä suolaa on löydetty. Läheisten radioaktiivisten kivien monien vuosien säteilytyksen vaikutuksesta suolan kidehilavaurioihin sijoitetaan vapaita elektroneja, minkä vuoksi natriumkloridikiteet saavat heikon johtavuuden.

Kemialliset ominaisuudet

Orgaanisissa liuottimissa antaa sinisiä liuoksia. Liuota lisämäärä alkalimetalleja, jolloin saadaan alkalideja , joissa alkalimetallien hapetusaste on −1. Kaksiarvoisen lantaanin ja ceriumin jodideissa (LaI 2  ja CeI 2 ) osa metalliatomeista voi vähitellen siirtyä kolmiarvoiseen tilaan vapauttaen elektroneja, jotka tarjoavat tällaisten epäorgaanisten yhdisteiden johtavuuden:

La 2 + = La 3 + + e -

Metyylielohopeakloridin CH 3 HgCl: n sähkökemiallisen pelkistyksen aikana katodille muodostuu punaista ainetta, jolla on elektronijohtavuus ja jonka koostumus on CH 3 Hg. Se on ioninen yhdiste, jonka kidehila on rakennettu CH 3 Hg + -kationeista , kun taas anionit ovat elektroneja, jotka eivät sijaitse tietyssä paikassa, vaan kuuluvat koko hilaan. Tämän seurauksena ne voivat liikkua vapaasti, mikä ilmenee sähkönjohtavuuden muodossa. Siten yhdisteen koostumus voidaan kuvata tarkemmin kaavalla [CH 3 Hg] + e − .

Kerättyjen tosiasioiden summa mahdollisti tämän tyyppisten yhdisteiden ohjatun valmistamisen. Suunniteltu elektrodien synteesi suoritettiin menestyksekkäästi käyttämällä suhteellisen uutta yhdisteluokkaa - kruunueettereitä. Jakson kokoa muuttamalla on mahdollista "virittää" kruunueetteri erittäin tarkasti tiukasti määritellyn metallin kationiin, joka tästä johtuen kiinnittyy varsin lujasti. Tätä kruunueetterien ominaisuutta käytettiin elektrodien luomiseen.

Haetaan

Kun metallinen natrium liuotetaan nestemäiseen ammoniakkiin, ionit solvatoituvat (ihan kuin NaCl liuotetaan veteen). Solvatoiva liuotin on nestemäinen ammoniakki. Liuokseen muodostuu Na + -kationeja ja anionit ovat ammoniakin e - solvatoimia elektroneja  (jos saatu liuos haihdutetaan, ammoniakki voidaan helposti poistaa huoneenlämpötilassa, elektroni palaa natriumioniksi ja alkuperäinen metallinatrium hankitaan uudelleen).

Na 0  + NH 3  (neste) \u003d Na +  (NH 3 ) n  + e -  (NH 3 ) m

Elektrodin saamiseksi kruunueetteriä lisätään tuloksena olevaan natriumin nestemäisessä ammoniakissa olevaan liuokseen ja eetteriin, joka solvatoi tarkasti natriumkationin, samalla kun huomioidaan kruunueetteri/natrium-moolisuhde = 1/1. Sitten ammoniakki haihtuu, elektroni ei voi palata natriumiin, koska  kruunueetteri estää tiukasti Na + -kationin. Tuloksena muodostuu aine, jossa natriumionit peittyvät kidehilassa kruunueetterillä ja vapaita, solvatoitumattomia elektroneja sijaitsee kiteiden välisessä tilassa (kruunueetteri solvatoi vain natriumkationeja).

Poikkeuksellisen pienestä koosta johtuen tällaisessa yhdisteessä olevat elektronit voivat liikkua vapaasti kiteiden välisessä tilassa, yhdiste saa melko korkean sähkönjohtavuuden, lähellä metalleja. Näitä yhdisteitä kutsutaan "elektrodeiksi".

On hieman erilainen tapa saada sähköä. Liuokseen, jossa on metallista natriumia nestemäisessä ammoniakissa, ei lisätä vastaavaa määrää kruunueetteriä, vaan puolet siitä (natrium/kruunueetterisuhde = 2/1). Puolet natriumatomeista Na + -ionien muodossa sitoutuu kruunueetteriin, ja toinen puoli kiinnittää vapautuneet elektronit muodostaen Na - anioneja . Syntyy täysin epätavallinen ionirakenne, joka sisältää natriumkationeja ja -anioneja

Natriumilla on epätavallisen voimakas taipumus luovuttaa elektroni ja muuttua kationiksi, kun taas anionin muodostuminen on selvästi pakotettu prosessi, joten Na - anioni pidättää elektronin heikosti , minkä seurauksena aine saa myös metallia. johtavuus.

Fysikaaliset ominaisuudet

Puhtaassa muodossaan - siniset kiteet (väri johtuu elektronista), herkkiä hapelle ja ilman kosteudelle, hajoavat helposti kuumennettaessa. Orgaanisissa liuottimissa antaa sinisiä liuoksia. Ne voivat liuottaa ylimääräisen määrän alkalimetalleja, jolloin saadaan alkalideja , joissa alkalimetallien hapetusaste on −1.

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Lee, Kimoon; Kim, Sung Wng; Toda, Yoshitake; Matsuishi, Satoru; Hosono, Hideo (2013-02). "Dikalsiumnitridi kaksiulotteisena elektrodina, jossa on anioninen elektronikerros" . luonto . 494 (7437): 336-340. DOI : 10.1038/luonto11812 . ISSN  1476-4687 . Haettu 2021-02-02 . Tarkista päivämäärä osoitteessa |date=( englanniksi ohje )
  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat