低價鎂化合物
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]。
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背景 編輯
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 編輯
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 編輯
目前製得的兩種低價鎂化合物容易與空氣和水反應，但是有着較好的熱穩定性，其熱分解溫度分別為170℃和300℃[1]。
參見 編輯
參考資料 編輯
- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 Green, Shaun P.; Jones, Cameron; Stasch, Andreas. Stable Magnesium(I) Compounds with Mg-Mg Bonds. Science. 2007-12-14, 318 (5857): 1754–1757 [2022-03-25]. ISSN 0036-8075. PMID 17991827. doi:10.1126/science.1150856. （原始內容存檔於2022-03-25） （英語）.
- ^ 2.0 2.1 King, R.Bruce. Chemical bonding topology of superconductors. 5. The similarities between magnesium diboride and cuprate superconductors and the role of subvalent magnesium. Polyhedron. 2002-10, 21 (23): 2347–2350 [2022-03-25]. doi:10.1016/S0277-5387(02)01183-X. （原始內容存檔於2018-07-02） （英語）.
- ^ R. Bruce King,(1994),"Hydrides: Solid state transition metal complexes" in Encyclopedia of Inorganic chemistry,John Wiley & Sons, ISBN 0-471-93620-0
- ^ Hogreve, H. Mg22+: a long-lived metastable dication. Chemical Physics Letters. 2004-08, 394 (1-3): 32–36 [2022-03-25]. doi:10.1016/j.cplett.2004.06.099. （原始內容存檔於2022-02-08） （英語）.
- ^ Saito, Yahachi; Ishida, Toshiyuki; Noda, Tamotsu. Cluster ions ejected from an Li-Mg alloy liquid metal ion source: Observation of MG 2 2+ and MG 3 2+. Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 1991-01-01, 2 (1): 76–80 [2022-03-25]. ISSN 1044-0305. doi:10.1016/1044-0305(91)80063-D. （原始內容存檔於2022-03-25） （英語）.