碱化物

碱化物是含有碱金属元素阴离子的化合物。例如[Na(2,2,2-crypt)]⁺Na⁻ 中有一个钠的阴离子，即为碱化物。第一个碱化物出现在1970年代，^[1][2][3]目前也己发现含有钾、铷、铯阴离子的碱化物。

碱化物相当特殊，因为以往认为碱金属元素在化合物中只会以阳离子的方式存在，而且碱金属元素阴离子的活性相当强，可以打破大部分的共价键。在碱化物中使用了特殊的穴醚来隔离碱金属阴离子，因此才能在室温下稳定存在。^[4]

碱化物与电子盐有相似的化学性质。

“普通”的碱金属化合物

碱金属可以形成许多众所皆知的盐类。 氯化钠 (普通食盐)，Na⁺Cl⁻，是碱金属（如钠）的普通价态 +1 的化合物。 在这个离子化合物里，钠阳离子和氯阴离子结合在一起。稳定的 Na⁺ 是钠电离一个电子产生的阳离子，氧化态 +1 。它非常稳定，因为它满足八隅体规则。

碱化物的种类

已知的碱化物有:^[3]

• 钠化物，Na⁻
• 钾化物，K⁻
• 铷化物，Rb⁻
• 铯化物，Cs⁻

假想的碱化物:

• "锂化物"，Li⁻
• "钫化物"，Fr⁻

例子

通常，由于碱金属阴离子的高反应活性，碱化物是热力学不稳定的。从理论上讲，它能够破坏典型的配体中的大多数共价键，包括穴醚里的碳－氧键。引入一种特殊的含有胺而不是醚键的穴状配体，可以分离出在室温下稳定的钾化物和钠化物。^[5]

一些碱化物已被合成:

• AdzH⁺Na^-, 为反氢化钠
• [Na(cryptand[2.2.2])]⁺Na⁻, 已被发现。这种盐同时有 Na⁺ 和 Na⁻两种钠离子。穴醚分离并稳定了Na⁺，防止其被Na^-还原。
• 钠化叠氮穴醚化钡, Ba²⁺(H₅Azacryptand[2.2.2]⁻)Na⁻⋅2MeNH₂，已成功合成。^[6]
• Na⁺ 和 Na^- 的二聚体都被发现了。^[6]

参考资料

1. J. L. Dye; J. M. Ceraso; Mei Lok Tak; B. L. Barnett; F. J. Tehan. Crystalline salt of the sodium anion (Na⁻). J. Am. Chem. Soc. 1974, 96 (2): 608–609. doi:10.1021/ja00809a060.
2. F. J. Tehan; B. L. Barnett; J. L. Dye. Alkali anions. Preparation and crystal structure of a compound which contains the cryptated sodium cation and the sodium anion. J. Am. Chem. Soc. 1974, 96 (23): 7203–7208. doi:10.1021/ja00830a005.
3. J. L. Dye. Compounds of Alkali Metal Anions. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1979, 18 (8): 587–598. doi:10.1002/anie.197905871.
4. Kim, J.; Ichimura, A. S.; Huang, R. H.; Redko, M.; Phillips, R. C.; Jackson, J. E. and Dye, J. L. (1999). Crystalline Salts of Na⁻ and K⁻ (Alkalides) that Are Stable at Room Temperature. J Am Chem Soc 121:10666-10667.
5. J. Kim; A. S. Ichimura; R. H. Huang; M. Redko; R. C. Phillips; J. E. Jackson; J. L. Dye. Crystalline Salts of Na⁻ and K⁻ (Alkalides) that Are Stable at Room Temperature. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121 (45): 10666–10667. doi:10.1021/ja992667v.
6. M. Y. Redko; R. H. Huang; J. E. Jackson; J. F. Harrison; J. L. Dye. Barium azacryptand sodide, the first alkalide with an alkaline Earth cation, also contains a novel dimer, (Na₂)²⁻. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125 (8): 2259–2263. PMID 12590555. doi:10.1021/ja027241m.