용매화 전자

**용매화 전자**(Solvated electron)는 용액에 있는 자유 전자 입자로, 그 안에서 음이온처럼 행동한다.s2cid=93768664 용액 내에서 전자가 용매화되었다는 것은 용액에 의해 결합되어 있다는 것을 의미한다.first1=U. 화학 반응식에서 용매화 전자의 표기법은 "e−"이다. 종종 용매화 전자에 대한 논의는 며칠 동안 안정적인 암모니아 용액에 초점을 맞추지만, 용매화 전자는 물 및 다른 많은 용매에도 존재한다Snd사실, 바깥권 전자 이동을 매개하는 모든 용매에 존재한다. 용매화 전자는 방사선화학에서 자주 연구되는 대상이다. 용매화 전자를 포함하는 소금은 전리화물로 알려져 있다.
# 암모니아 용액
액체 암모니아는 모든 알칼리 금속 및 Ca,isbn=978-0471936237 Sr, Ba, Eu, Yb과 같은 다른 양이온성 금속(또한 전해 과정을 통한 Mgfirst3=A)을 용해시켜 특유의 푸른색 용액을 형성한다. 액체 암모니아에 있는 알칼리 금속의 경우, 용액은 희석되면 파란색을 띠고 농축되면(> 3 M) 구리색을 띤다.isbn=978-0-471-17560-5 이 용액들은 전기를 전도한다. 용액의 푸른색은 암모니아화된 전자 때문인데, 이 전자들은 빛의 가시광선 영역에서 에너지를 흡수한다. 액체 암모니아에서 용매화 전자의 확산 계수는 전위-단계 크로노암페로메트리를 사용하여 결정할 수 있다.first2=Shigeru 암모니아의 용매화 전자는 전리화물이라 불리는 소금의 음이온이다. :Na + 6 NH3 → [Na(NH3)6]+ \+ e− 이 반응은 가역적이다. 암모니아 용액을 증발시키면 금속성 나트륨 필름이 생성된다.
## 사례 연구: NH3 내 Li
액체 암모니아에 alt=드라이아이스로 둘러싸인 둥근 바닥 플라스크에 담긴 두 용액 사진; 한 용액은 짙은 파란색이고 다른 용액은 황금색이다. −60 °C의 리튬-암모니아 용액은 약 15 몰% 금속(MPM)에서 포화된다. 이 범위에서 농도가 증가하면 도전율이 10−2에서 104 Ω−1cm−1로 증가한다(수은 액체보다 크다). 약 8 MPM에서 "금속 상태로의 전이"(TMS)가 발생한다("금속-비금속 전이"(MNMT)라고도 함). 4 MPM에서 액체-액체 상 분리가 발생한다. 밀도가 낮은 금색 상은 밀도가 높은 파란색 상과 섞이지 않는다. 8 MPM 이상에서는 용액이 청동/금색을 띤다. 같은 농도 범위에서 전체 밀도는 30% 감소한다.
# 기타 용매
알칼리 금속은 메틸아민 및 에틸아민Greenwood&Earnshaw2nd;과 같은 일부 작은 일차 아민 및 헥사메틸포스포르아마이드에도 용해되어 푸른색 용액을 형성한다. 테트라히드로푸란(THF)은 알칼리 금속을 용해하지만, 버치 환원 (응용 분야 참조) 아날로그는 다이아민 리간드 없이는 진행되지 않는다.url-access=subscription 에틸아민에 용해된 알칼리 토금속 마그네슘, 칼슘, 스트론튬 및 바륨의 용매화 전자 용액은 이러한 금속으로 흑연을 층간 삽입하는 데 사용되었다.s-cid=105295721
# 물
용매화 전자는 알칼리 금속과 물의 반응에 관여하는데, 비록 용매화 전자가 매우 짧은 시간 동안만 존재하더라도 그러하다.doi-access=free pH 9.6 이하에서는 수화된 전자가 하이드로늄 이온과 반응하여 원자 수소를 생성하고, 이는 다시 수화된 전자와 반응하여 수산화 이온과 일반적인 분자 수소 H2를 생성할 수 있다.first2=Richard M. 용매화 전자는 기체 상에서도 발견될 수 있다. 이는 지구 대기 상층부에서의 존재 가능성과 핵 생성 및 연무질 형성에 관여함을 시사한다.s2cid=4364255 표준 전극 전위 값은 −2.88 V이다.doi=10.2307/3583572 177 Mho cm2의 등가 전도도는 수산화 이온의 그것과 유사하다. 이 등가 전도도 값은 4.75 \times 10^{-5} cm2s−1의 확산 계수에 해당한다.s-cid=94713398
# 반응성
상당히 안정함에도 불구하고, 용매화 전자를 포함하는 푸른색 암모니아 용액은 촉매 존재 하에 빠르게 분해되어 무색의 소듐 아미드 용액을 형성한다. :2 [Na(NH3)6]+e− → H2 \+ 2 NaNH2 \+ 10 NH3 크라운 에터 및 크립탠드와 같은 거대고리 리간드를 용매화 전자 용액에 첨가하면 전리화물 염을 분리할 수 있다. 이 리간드들은 양이온을 강하게 결합하여 전자에 의한 재환원을 방지한다. :[Na(NH3)6]+e− \+ cryptand → [Na(cryptand)]+e− \+ 6 NH3 용매화 전자는 산소와 반응하여 초과산화물 유리기 (O2.−)를 형성한다.doi-access=free 아산화 질소와는 용매화 전자가 반응하여 나이트록실 유리기 (NO.)를 형성한다.first2=Robert H.
# 용도
용매화 전자는 전극 과정에 관여하며, 이는 많은 기술 응용 분야(전기합성, 전기도금, 전기채취)를 가진 광범위한 영역이다. 나트륨-암모니아 용액의 특별한 용도는 버치 환원이다. 나트륨이 환원제로 사용되는 다른 반응들, 예를 들어 부보-블랑크 환원에서 에탄올에 나트륨을 사용하는 것 또한 용매화 전자를 포함하는 것으로 추정된다. 컬렌(Cullen) 등의 연구에 따르면 금속-암모니아 용액은 다양한 층상 물질을 층간 삽입하는 데 사용될 수 있으며, 이는 극성 비양성자성 용매에서 박리되어 2차원 물질의 이온성 용액을 생성할 수 있음을 보여주었다.hdl-access=free 한 예로 흑연에 칼륨과 암모니아를 층간 삽입한 후 THF에서 자발적인 용해를 통해 박리하여 그래핀화물 용액을 생성하는 것이 있다.doi-access=free
# 역사
금속-전리화물 용액의 색상 관찰은 일반적으로 험프리 데이비에게 기인한다. 1807-1809년 그는 기체 암모니아(암모니아 액화는 1823년에 발명됨)에 칼륨 알갱이를 첨가하는 실험을 했다.quote=An entry from Humphry Davy′s laboratory notebook of November 1808. It reads “When 8 Grains of potassium were heated in ammoniacal gas—it assumed a beautiful metallic appearance & gradually became of a fine blue colour”. 제임스 발란타인 한나이와 J. 호가스(J. Hogarth)는 1879-1880년에 나트륨으로 실험을 반복했다.url=https://www.biodiversitylibrary.org/item/139575#page/202/mode/1up W. 바일(W. Weyl)은 1864년에, C. A. 실리(C. A. Seely)는 1871년에 액체 암모니아를 사용했으며, 해밀턴 케이디는 1897년에 암모니아의 이온화 특성을 물과 관련지었다.language=German * See also: language=Germanurl=https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=uc1.$c193335&view;=1up&seq;=177&skin;=2021url=https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=mdp.39015026388507&view;=1up&seq;=737&skin;=2021 찰스 A. 크라우스는 금속 암모니아 용액의 전도율을 측정했으며 1907년 이를 금속에서 방출된 전자 때문으로 돌렸다.bibcode = 1907JAChS..29.1557Kpmid = 19821473 1918년 G. E. 깁슨(G. E. Gibson)과 W. L. 아르고(W. L. Argo)는 용매화 전자 개념을 도입했다.bibcode = 1918JAChS..40.1327G 그들은 흡수 스펙트럼을 기반으로 다른 금속과 다른 용매(메틸아민, 에틸아민)가 동일한 파란색을 생성하며, 이는 공통된 종인 용매화 전자에 기인한다고 지적했다. 1970년대에는 전리화물로 전자를 음이온으로 포함하는 고체 염이 특성화되었다.s-cid = 93768664
# 더 읽어보기
30em * s-cid = 207049708 * year=1993 * year=1993 * isbn=978-0-8412-0051-7 * isbn=978-0-8412-0051-7 * bibcode= 2012PCCP...14...22A * first2=S. * s-cid=94713398 * The electrochemistry of the solvated electron. Technische Universiteit Eindhoven. * IAEA On the Electrolytic Generation of Hydrated Electron. * Fundamentals of Radiation Chemistry, chapter 6, p. 145–198, Academic Press, 1999. * Tables of bimolecular rate constants of hydrated electrons, hydrogen atoms and hydroxyl radicals with inorganic and organic compounds, International Journal of Applied Radiation and Isotopes Anbar, Neta 참고 자료 끝 위키데이터 속성 추적 분류:유기화학 분류:핵화학 분류:방사선 분류:용액