Электриды

Приветствую тебя, читатель! Именно здесь ты узнаешь о необычном и экзотическом явлении — электрон в качестве аниона. Поехали!

Известно, что отрицательный заряд создаётся избытком электронов по сравнению с количеством протонов в атоме или молекуле. Так как и сам электрон обладает отрицательным зарядом, то можно задать соответствующий вопрос: «А может ли сам электрон быть анионом?». Как ни странно, да, может, ещё как!

Соединения, в которых электрон является анионом, называются электридами.

Электрон — составная часть атома, однако может быть получен в сольватированном виде при растворении щелочного металла в жидком аммиаке при (-33) — (-37)°C. Раствор приобретает синий цвет. Процесс можно описать следующим уравнением:

Можете посмотреть видео процесса в нашей группе:

Цвет раствора, однако, может быть и бронзовым! Это происходит при большей концентрации металла в растворе. Также при увеличении концентрации металла электропроводность раствора сначала незначительно уменьшается, а потом резко возрастает. Уменьшение электропроводности связывают с образованием в растворе ионных пар:

а последующее увеличение электропроводности — с образованием спин-спаренных электронных пар:

Интересный факт: концентрированный раствор лития в жидком аммиаке — самая легкая жидкость при обычных условиях: при 20°C плотность ρ = 0,48 г/см³, это вдвое легче воды.

А как получить сам электрид? При упаривании данного раствора весь аммиак улетит, и электрон вернется к натрию, следовательно, электрида мы не получим. Всё, что нужно — добавить в раствор краун-эфир.

Определенный краун-эфир подходит под определенный катион металла. Если добавить равное количество соответствующего краун-эфира к катиону натрия и потом выпарить раствор, окажется, что выпарить весь аммиак не удастся. Подход электрона к катиону затруднен из-за самого краун-эфира, он «обволакивает» катион металла:

Суммарно возможные процессы на примере лития можно описать так:

К слову, если же мы возьмем металла в 2 раза больше, чем краун-эфира, в роли аниона будет металл:

Такие соединения принято называть алкалидами:

Алкалиды — соли, содержащие в качестве аниона анионы щелочных металлов.

Электриды в чистом виде — синие кристаллы (цвет обусловлен электроном), чувствительные к кислороду и влаге воздуха. Большинство твердых солей-электридов разлагаются выше 240 K, хотя [Ca24Al28O64](e)4 стабильно при комнатной температуре. Также они хорошие проводники, т.к. электроны могут свободно перемещаться по всей решетке.

Другой пример:

При электрохимическом восстановлении хлорида метилртути CH3HgCl на катоде образуется красное вещество, имеющее состав CH3Hg. Оно представляет собой ионное соединение, кристаллическая решетка которого построена из катионов CH3Hg+, анионами же являются электроны. В итоге соединение имеет состав: [CH3Hg]+e−.

Также соединение благородного газа гелия гелид натрия Na2He является электридом, в частности про него можно прочитать тут.

Пожалуй, вот и всё, что бы я хотел рассказать об электридах. Спасибо за внимание!:)

Editorial review by Goodwin.