Молекулярная автоионизация - Molecular autoionization

Эта статья посвящена молекулярной автоионизации в химии растворов путем реакции двух одинаковых молекул. Об автоионизации отдельного атома или молекулы (другой процесс, изучаемый в физике) см. автоионизация.

Молекулярная автоионизация (или же самоионизация) является реакцией между молекулы того же вещества для производства ионы. Если чистая жидкость частично диссоциирует на ионы, говорят, что она самоионизируется.[1]:163 В большинстве случаев степень окисления на всех атомах в такой реакции остается неизменным. Такая автоионизация может быть протический (ЧАС+
 передача), или непротический.

Примеры

Протонные растворители

Протонные растворители часто подвергаются некоторой автоионизации:

2 ЧАС
2О ⇌ ЧАС
3О+
 + ОЙ−
 В самоионизация воды особенно хорошо изучен из-за его значения для кислотно-щелочной химии водные растворы.
2 NH
3 ⇌ NH+
4 + NH−
2 [1]:217
2 ЧАС
2ТАК
4 ⇌ ЧАС
3ТАК+
4 + HSO−
4 [1]:223
3 HF ⇌ ЧАС
2F+
 + HF−
2 [1]:221 Здесь перенос протона между двумя HF сочетается с гомоассоциация из F−
 и третий HF формировать HF−
2.
Структура твердого тела пентахлорид фосфора, иллюстрирующий его автоионизацию в PCl4+ и PCl6−.[2]

Непротонные растворители

2 ПФ
5 ⇌ ПФ−
6 + ПФ+
4
N
2О
4 ⇌ Нет+
 + Нет−
3 [1]:217 Здесь азот числа окисления измените с (+4 и +4) на (+3 и +5).
2 BrF
3 ⇌ BrF+
2 + BrF−
4 [1]:224

Все эти растворители содержат атомы с нечетными атомными номерами, будь то азот или галоген. Такие атомы позволяют образовывать однозарядные нерадикальные ионы (которые должны иметь по крайней мере один атом с нечетным атомным номером), которые являются наиболее подходящими продуктами автоионизации. Упомянутые ранее протонные растворители используют водород для этой роли. Автоионизация была бы гораздо менее предпочтительной в растворителе, таком как диоксид серы или диоксид углерода, который имеет только атомы с четным атомным номером.

Координационная химия

Автоионизация не ограничивается чистыми жидкостями или твердыми телами. Этим свойством обладают растворы комплексов металлов. Например, соединения типа FeX2(терпиридин ) нестабильны по отношению к автоионизации [Fe (терпиридин)2]2+[FeX4]2−.[3]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж Housecroft C.E .; Шарп А.Г. (2005). Неорганическая химия (2-е изд.). Пирсон. ISBN  0130-39913-2.
  2. ^ Финч, А .; Fitch, A.N .; Гейтс, П. (1993). «Кристаллическая и молекулярная структура метастабильной модификации пентахлорида фосфора». Журнал химического общества, химические коммуникации: 957–958. Дои:10.1039 / C3993000095.CS1 maint: использует параметр авторов (ссылка на сайт)
  3. ^ Камата, К .; Сузуки, А .; Nakai, Y .; Накадзава, Х., "Каталитическое гидросилилирование алкенов комплексами железа, содержащими производные терпиридина в качестве вспомогательных лигандов", Organometallics 2012, 31, 3825-3828. Дои:10.1021 / om300279t