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自偶電離

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自偶電離(Molecular autoionization)是指同一物質的分子之間產生離子的反應。如果一種純淨的液體部分解離成離子,就被稱為自偶電離。[1]:163大多數情況下,這種反應中所有原子的氧化數不變。這種自偶電離可以是質子(H+
轉移)或非質子的。

例子

質子溶劑

質子溶劑通常會發生一些自偶電離:

2 H
2
O
H
3
O+
+ OH

由於其對水溶液的酸鹼化學的影響,水的自偶電離得到了特別好的研究。

2 NH
3
NH+
4
+ NH
2
[1]:217
2 H
2
SO
4
H
3
SO+
4
+ HSO
4
[1]:223
3 HFH
2
F+
+ HF
2
[1]:221

這裏兩個HF之間的質子轉移與F
同構結合和第三個HF形成HF
2

固體五氯化磷的結構,說明其會自偶電離成 PCl4+和PCl6[2]

非質子溶劑

2 PF
5
PF
6
+ PF+
4
N
2
O
4
NO+
+ NO
3
[1]:217

這裏氮的氧化數從(+4和+4)變為(+3和+5)。

2 BrF
3
BrF+
2
+ BrF
4
[1]:224

這些溶劑都具有奇原子序數的原子,要麼是,要麼是鹵素。這些原子能夠形成單電荷的非自由基離子(必須具有至少一個奇原子序數原子),這是最有利的自偶電離產物。前面提到的質子溶劑使用氫來發揮這個作用。在僅具有偶數原子序數的二氧化硫二氧化碳等溶劑中,自偶電離作用會大大降低。

配位化學

自偶電離不僅限於純液體或固體。金屬配合物的溶液也表現出這種性質。例如,FeX2(Tpy)類型的化合物在自電離方面不穩定:[Fe(Tpy)2]2+ [FeX4]2−[3]

相關條目

參考

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Housecroft C.E.; Sharpe A.G. Inorganic Chemistry 2nd. Pearson. 2005. ISBN 0130-39913-2. 
  2. ^ Finch, A.; Fitch, A.N.; Gates, P.N. Crystal and Molecular structure of a metastable modification of phosphorus pentachloride. Journal of the Chemical Society, Chemical Communications. 1993: 957–958. doi:10.1039/C3993000095. 
  3. ^ Kamata, K.; Suzuki, A.; Nakai, Y.; Nakazawa, H., "Catalytic Hydrosilylation of Alkenes by Iron Complexes Containing Terpyridine Derivatives as Ancillary Ligands", Organometallics 2012, 31, 3825-3828. doi:10.1021/om300279t