Електрид

Електри́д (англ. electride) — речовина з іонною будовою, в якій в якості аніону виступає вільний електрон. Це парамагнітні комплекси лужних металів з криптандами (зазвичай) або іншими комплексоутворюючими молекулами. Першим ізольованим електридом, структура якого була встановлена за допомогою рентгенівських променів, був електрид цезію з краун-етером ${\displaystyle {\ce {[Cs([18]-crown-6)]+ e-}}}$.^[1]

Натрій, розчинений у рідкому амоніаку.

Класичний синтез електридів починаєтьтся з розчинення лужного металу в рідкому амоніаку або аміні. В результаті утворюється парамагнітний та електропровідний розчин темно-синього кольору, що зумовлений сольватованими електронами:

${\displaystyle M\ +nNH_{3}->[M(NH_{3})_{n}]^{+}e^{-}}$

З часом цей комплекс розкладається, утворюючи амід та водень:

${\displaystyle 2[M(NH_{3})_{n}]^{+}e^{-}\longrightarrow 2MNH_{2}+H_{2}\uparrow +(n-2)NH_{3}}$

Ключовим аспектом при приготуванні електридів у твердому стані є використання надлишку краун-етерів або криптандів для комплексування катіонів лужних металів.^[2]

Електриди мають кристалічну структуру, що складається з полостей і каналів, де утримуються електрони. У твердому стані електриди здатні проводити електричний струм, однак ця здатність значно нижча, аніж у розчині, що підтверджує локалізацію електронів.^[3]

Електриди є дуже реактивними та сильними відновниками та зазвичай розкладаються при температурі вище −40 °С. Однак у 2003 році був отриманий перший хімічно й термічно стійкий електрид [Ca₂₄Al₂₈O₆₄]⁴⁺(4e^-).^[4]

Література

• Глосарій термінів з хімії / укладачі: Й. Опейда, О. Швайка ; Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк : Вебер, 2008. — 738 с. — ISBN 978-966-335-206-0.

Примітки

1. Steven B. Dawes, Donald L. Ward, Rui He Huang, James L. Dye: First Electride Crystal Structure. In: J. Am. Chem. Soc. Band 108, 1986, S. 3535–3537.
2. James L. Dye: Electrons as Anions. In: Science. Band 301, 2003, S. 607–608.
3. Steven B. Dawes, Donald L. Ward, Rui He Huang, James L. Dye: First Electride Crystal Structure. In: J. Am. Chem. Soc. Band 108, 1986, S. 3535–3537.
4. Matsuishi, S. (1 серпня 2003). High-Density Electron Anions in a Nanoporous Single Crystal: [Ca24Al28O64]4+(4e-). Science (англ.). Т. 301, № 5633. с. 626—629. doi:10.1126/science.1083842. ISSN 0036-8075.