鹼化物

鹼化物是含有鹼金屬元素陰離子的化合物。例如[Na(2,2,2-crypt)]⁺Na⁻ 中有一個鈉的陰離子，即為鹼化物。第一個鹼化物出現在1970年代，^[1][2][3]目前也己發現含有鉀、銣、銫陰離子的鹼化物。

鹼化物相當特殊，因為以往認為鹼金屬元素在化合物中只會以陽離子的方式存在，而且鹼金屬元素陰離子的活性相當強，可以打破大部份的共價鍵。在鹼化物中使用了特殊的穴醚來隔離鹼金屬陰離子，因此才能在室溫下穩定存在。^[4]

鹼化物與電子鹽有相似的化學性質。

「普通」的鹼金屬化合物

鹼金屬可以形成許多眾所皆知的鹽類。 氯化鈉 (普通食鹽)，Na⁺Cl⁻，是鹼金屬（如鈉）的普通價態 +1 的化合物。 在這個離子化合物里，鈉陽離子和氯陰離子結合在一起。穩定的 Na⁺ 是鈉電離一個電子產生的陽離子，氧化態 +1 。它非常穩定，因為它滿足八隅體規則。

鹼化物的種類

已知的鹼化物有:^[3]

• 鈉化物，Na⁻
• 鉀化物，K⁻
• 銣化物，Rb⁻
• 銫化物，Cs⁻

假想的鹼化物:

• "鋰化物"，Li⁻
• "鍅化物"，Fr⁻

例子

通常，由於鹼金屬陰離子的高反應活性，鹼化物是熱力學不穩定的。從理論上講，它能夠破壞典型的配體中的大多數共價鍵，包括穴醚里的碳－氧鍵。引入一種特殊的含有胺而不是醚鍵的穴狀配體，可以分離出在室溫下穩定的鉀化物和鈉化物。^[5]

一些鹼化物已被合成:

• AdzH⁺Na^-, 為反氫化鈉
• [Na(cryptand[2.2.2])]⁺Na⁻, 已被發現。這種鹽同時有 Na⁺ 和 Na⁻兩種鈉離子。穴醚分離並穩定了Na⁺，防止其被Na^-還原。
• 鈉化疊氮穴醚化鋇, Ba²⁺(H₅Azacryptand[2.2.2]⁻)Na⁻⋅2MeNH₂，已成功合成。^[6]
• Na⁺ 和 Na^- 的二聚體都被發現了。^[6]

參考資料

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.