低价镁化合物

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最早发现的低价镁化合物之一,黄色固体,Ar代表2,6-双(异丙基)苯基。注:其中两个六元环平面夹角为90°

低价镁化合物,指镁元素在其中的氧化态为+1的化合物,近年来已制得稳定的Mg(I)化合物,也是首次发现碱土金属能表现出稳定的+1氧化态 [1]

背景[编辑]

作为一种碱土金属元素,镁的主要氧化态为+2,除了三元金属氢化物Mg2RuH4、Mg3RuH3和Mg4IrH5以及二硼化镁不能简单地用氧化态描述。[2]MgB2中的Mg-Mg间距明显缩短,说明有相互作用(以上几种特殊的物质中,Mg-Mg键的键长分别是293 pm、303 pm、275 pm、308pm),[2][3]科学家已经假设其中含有Mg22+单元。理论计算证实了Mg22+离子的稳定性。[4],同时Mg22+离子也已经被发现可以较长期的存在于液相和气相中[5],但稳定的Mg(I)化合物一直未能制得。

制备与结构[编辑]

2007年三位化学家在《科学》杂志上发表文章,报道他们用过量的金属甲苯中还原MgII配合物,制得了两种稳定的Mg(I)化合物,两种物质的化学式都可以写成L2Mg2,其中L代表一个大阴离子配体,该反应使用的大阴离子配体如下:[1]

  • 胍基配体(priso),[(Ar)NC(NPri2)N(Ar)](其中 Ar = 2,6-双(异丙基)苯基、Pri = 异丙基),其形成的低价镁化合物为无色。
  • 酮亚胺配体(nacnac),{[(Ar)NC(Me)]2CH},- (其中 Ar = 2,6-双(异丙基)苯基、Me = 甲基),其形成的低价镁化合物为黄色固体。

X射线晶体学研究发现,其中Mg-Mg键的键长分别是285.1pm和284.6pm。[1]理论研究表明他们实际上是离子化合物,化学式为Mg22+(L)2[1]2族元素形成的Mg22+离子与12族元素形成的Hg22+离子(存在于氯化亚汞等物质中)、Cd22+离子(存在于四氯铝酸镉(I)中)类似。

性质[编辑]

目前制得的两种低价镁化合物容易与空气和水反应,但是有着较好的热稳定性,其热分解温度分别为170度和300度[1]

参见[编辑]

参考资料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Green, S. P.; Jones C.; Stasch A. Stable Magnesium(I) Compounds with Mg-Mg Bonds. Science. 2007.December, 318 (5857): 1754–1757. doi:10.1126/science.1150856. PMID 17991827. 
  2. ^ 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.October, 21 (23): 2347–2350. doi:10.1016/S0277-5387(02)01183-X. 
  3. ^ R. Bruce King,(1994),"Hydrides: Solid state transition metal complexes" in Encyclopedia of Inorganic chemistry,John Wiley & Sons, ISBN 0-471-93620-0
  4. ^ .Hogreve, H. Mg22+: a long-lived metastable dication. Chemical Physics Letters. 2004.August, 394 (1–3): 32–36. doi:10.1016/j.cplett.2004.06.099. 
  5. ^ Y.Saito,T.Ishida,T.Noda,Am.Soc.MassSpectr.2(1991)76