低價鎂化合物,指鎂元素在其中的氧化態為+1的化合物,近年來已製得穩定的Mg(I)化合物,也是首次發現鹼土金屬能表現出穩定的+1氧化態[1]。
背景
作為一種鹼土金屬元素,鎂的主要氧化態為+2,除了三元金屬氫化物Mg2RuH4、Mg3RuH3和Mg4IrH5以及二硼化鎂不能簡單地用氧化態描述[2]。MgB2中的Mg-Mg間距明顯縮短,說明有相互作用(以上幾種特殊的物質中,Mg-Mg鍵的鍵長分別是293 pm、303 pm、275 pm、308pm)[2][3],科學家已經假設其中含有Mg22+單元。理論計算證實了Mg22+離子的穩定性[4]。同時Mg22+離子也已經被發現可以較長期的存在於液相和氣相中[5],但穩定的Mg(I)化合物一直未能製得。
製備與結構
2007年三位化學家在《科學》雜誌上發表文章,報道他們用過量的金屬鉀在甲苯中還原MgII的碘配合物,製得了兩種穩定的Mg(I)化合物,兩種物質的化學式都可以寫成L2Mg2,其中L代表一個大陰離子配體,該反應使用的大陰離子配體如下:[1]
- 胍基配體(priso),[(Ar)NC(NPri2)N(Ar)]–(其中 Ar = 2,6-雙(異丙基)苯基、Pri = 異丙基),其形成的低價鎂化合物為無色。
- 酮亞胺配體(nacnac),{[(Ar)NC(Me)]2CH}−,- (其中 Ar = 2,6-雙(異丙基)苯基、Me = 甲基),其形成的低價鎂化合物為黃色固體。
X射線晶體學研究發現,其中Mg-Mg鍵的鍵長分別是285.1pm和284.6pm。理論研究表明他們實際上是離子化合物,化學式為Mg22+(L−)2[1]。2族元素形成的Mg22+離子與12族元素形成的Hg22+離子(存在於氯化亞汞等物質中)、Cd22+離子(存在於四氯鋁酸鎘(I)中)類似。
性質
目前製得的兩種低價鎂化合物容易與空氣和水反應,但是有著較好的熱穩定性,其熱分解溫度分別為170℃和300℃[1]。
參見
參考資料
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