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Electruro

Cavidades y canales en un electruro

Un electruro es un compuesto iónico en el que un electrón cumple la función de anión . [1] Las soluciones de metales alcalinos en amoníaco son sales de electruro. [2] En el caso del sodio, estas soluciones azules constan de [Na(NH 3 ) 6 ] + y electrones solvatados :

Na + 6 NH 3 → [Na(NH 3 ) 6 ] + + e −

El catión [Na(NH 3 ) 6 ] + es un complejo de coordinación octaédrico . A pesar del nombre, el electrón no abandona el complejo sodio-amoniaco, sino que se transfiere desde el Na a los orbitales vacíos de las moléculas coordinadas de amoniaco. [3]

Sales sólidas

La adición de un complejante como el éter corona o [ 2.2.2 ] -criptando a una solución de [Na(NH 3 ) 6 ] + e − produce [Na (éter corona)] + e − o [Na(2,2,2-cripta)] + e − . La evaporación de estas soluciones produce un sólido paramagnético azul-negro con la fórmula [Na(2,2,2-cripta)] + e − .

La mayoría de las sales de electruro sólidas se descomponen por encima de los 240 K, aunque [Ca 24 Al 28 O 64 ] 4+ (e − ) 4 es estable a temperatura ambiente. [4] En estas sales, el electrón está deslocalizado entre los cationes . Se han analizado las propiedades de estas sales. [5]

También se ha propuesto que ThI 2 y ThI 3 sean compuestos electruros. [6] De manera similar, CeI2, Layo
2, Dios me bendiga
2, y PrI
2son todas sales de electruro con un ion metálico tricatiónico. [7] [8]

Electrodos organometálicos

Los complejos de níquel(II)-bipiridilo (bipy) reducidos con magnesio se han denominado electruros orgánicos. Un ejemplo es [(THF) 4 Mg 4 (μ 2 -bipy) 4 ] – , en el que el electruro es el orbital molecular ocupado individualmente (SOMO) formado por el grupo de Mg-cuadrado dentro del complejo más grande. [9]

También se han descrito "electruros inorgánicos". [10]

Reacciones

Las sales de electruro son agentes reductores potentes , como lo demuestra su uso en la reducción de Birch . La evaporación de estas soluciones azules proporciona un espejo de Na metálico. Si no se evaporan, estas soluciones pierden lentamente su color a medida que los electrones reducen el amoníaco:

2[Na(NH 3 ) 6 ] + e − → 2 NaNH 2 + 10NH 3 + H 2

Esta conversión es catalizada por varios metales. [11] Se forma un electruro, [Na(NH 3 ) 6 ] + e − , como intermedio de reacción .

Elementos de alta presión

En química cuántica , un electruro se identifica por un máximo de densidad electrónica, caracterizado por un atractor no nuclear, un laplaciano grande y negativo en el punto crítico y una isosuperficie de función de localización de electrones cercana a 1. [12] Las fases de electruro son típicamente semiconductoras o tienen una conductividad muy baja, [13] [14] [15] generalmente con una respuesta óptica compleja. [16] Se ha creado un compuesto de sodio llamado heluro de disodio bajo 113 gigapascales (1,12 × 10 6  atm) de presión. [17] Se ha demostrado que la densidad electrónica localizada en electruros de alta presión no corresponde a electrones aislados, sino que se genera por la formación de enlaces químicos (multicéntricos). [18] [19]^

La polarización intrínseca entre el núcleo atómico y el anión electrónico en estos electruros de alta presión puede conducir a propiedades únicas, como la división de los modos acústicos longitudinales y transversales ( es decir , la división LA-TA, un análogo a la división LO-TO en compuestos iónicos ), [20] el estado de superficie universal pero robusto sin espacios en el electruro aislante que forma una distribución topológica espacial real de facto de los portadores de carga, [21] y el estado de carga colosal de algunas impurezas en ellos. [22]

Electrodos en capas (Electrenos)

Los electruros en capas o electrenos son materiales de una sola capa que consisten en capas bidimensionales atómicamente delgadas alternas de electrones y átomos ionizados. [23] [24] El primer ejemplo fue Ca 2 N, en el que la carga (+4) de dos iones de calcio está equilibrada por la carga de un ion nitruro (-3) en la capa de iones más una carga (-1) en la capa de electrones. [23]

Véase también

Referencias

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  2. ^ Holleman, AF; Wiberg, E. "Química inorgánica" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5 
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Lectura adicional