Поликатионы ртути - это многоатомные катионы, содержащие только атомы ртути. Самый известный пример - Hg2+ 2ион, содержащийся в соединениях ртути (I) (ртуть). Существование связи металл – металл в соединениях Hg (I) было установлено с помощью рентгеновских исследований в 1927 г. и спектроскопии комбинационного рассеяния света в 1934 г., что сделало их одной из самых ранних, если не первой, ковалентных связей металл – металл, которые были охарактеризованы.
Другими поликатионами ртути являются линейные Hg2+ 3и Hg2+ 4ионы Hg4+ 3 ион и ряд цепных и слоистых поликатионов.
Самый известный поликатион ртути - Hg.2+ 2, в котором ртуть имеет формальную степень окисления +1. Hg2+ 2ion был, вероятно, первым подтвержденным соединением металл-металл. Наличие Hg2+ 2ион в растворе был показан Оггом в 1898 году. В 1900 году Бейкер показал присутствие димеров HgCl в паровой фазе. Наличие Hg2+ 2единиц в твердом состоянии впервые было определено в 1926 году с помощью дифракции рентгеновских лучей. Наличие связи металл-металл в растворе было подтверждено с помощью рамановской спектроскопии в 1934 году.
Hg2+ 2устойчив в водном растворе, где он находится в равновесии с Hg2+ и элементарной Hg, с Hg2+ присутствует около 0,6%. Это равновесие легко изменить, добавив анион, который образует нерастворимую соль Hg (II), такую как S2− , что вызывает полное диспропорционирование соли Hg (I), или добавлением аниона, который образует нерастворимую соль Hg (I), такую как Cl- , что вызывает полную рекомбинацию элементарной ртути и Hg 2+ в соль ртути (I).
Известные минералы, содержащие Hg2+ 2 катионы включают эглестонит.
Соединения, содержащие линейную Hg2+ 3(ртуть ( 2 / 3)) и Hg2+ 4(ртуть ( 1 / 2)), были синтезированы катионы. Эти ионы известны только в твердом состоянии в таких соединениях, как Hg. 3(AlCl 4) 2и Hg 4(AsF 6) 2. Длина связи Hg – Hg составляет 255 пм в Hg.2+ 3и 255–262 пм в Hg2+ 4. Связь включает связи 2-центра и 2-электронов, образованные 6s-орбиталями.
Треугольная Hg4+ 3катионит был подтвержден при повторном исследовании минерала терлингваита в 1989 году и впоследствии синтезирован в ряде соединений. Связывание было описано в терминах трехцентровой двухэлектронной связи, где перекрытие 6s-орбиталей на атомах ртути дает (в симметрии D 3h) связывающую " 1 " орбиталь.
Золотисто-желтое соединение Hg 2,86(AsF 6), названный его первооткрывателями «золотом алхимиков», содержит перпендикулярные цепочки атомов Hg.
«Металлические» соединения Hg 3NbF 6и Hg 3TaF 6содержат гексагональные слои атомов ртути, разделенные слоями MF- 6анионы. Они оба сверхпроводники ниже 7 K.