Войти
В химии, фаза Цинтля является продуктом реакции между группой 1 (щелочной металл ) или группой 2 (щелочноземельный ) и любым постпереходным металлом или металлоид (т.е. из группы 13, 14, 15 или 16). Он назван в честь немецкого химика Эдуарда Цинтля, исследовавшего их в 1930-х годах, при этом термин «фазы Цинтля» впервые использовал Лавес в 1941 году.
Фазы Цинтля представляют собой подгруппу хрупких, тугоплавких интерметаллических соединений, которые являются диамагнитными или проявляют не зависящий от температуры парамагнетизм и плохие проводники или полупроводники. Зинтл отметил, что при образовании этих соединений произошло сокращение атомного объема, и понял, что это может указывать на образование катиона. Он предположил, что структуры фаз цинтля были ионными, в которых был полный перенос электрона от более электроположительного металла. Структуру аниона (в настоящее время называемого цинтли-ионом ) следует затем рассматривать на основе полученного электронного состояния. Эти идеи получили дальнейшее развитие и стали правилом Цинтля или концепцией Цинтля Клемма, где структура полианиона должна быть подобна изоэлектронному элементу.
Цинтл-фазы представляют собой полианионные соединения. Их структуру можно понять по формальному переносу электрона от электроположительного металла к более электроотрицательному элементу. Таким образом, (VEC) элемента увеличивается, и он формально перемещается вправо в периодической системе элементов . Обычно образующийся анион не достигает электрон-октета. Чтобы компенсировать недостаток электронов, образуются связи элемент-элемент. Структура может быть объяснена правилом 8-N (замена количества валентных электронов N на VEC) и, таким образом, подобна изовалентному электронному элементу. Образованные полианионы могут быть цепями (одномерными), двумерными или трехмерными сетками или молекулами, подобными объектам (то есть Si 4 -тетраэдрами в KSi).
Фазы цинтла, содержащие молекулярно-подобные полианионы, часто растворимы в жидкости: аммиак, этилендиамин, краун-эфиры или cryptand решения. Поэтому их называют (голые) ионы цинта. В то время как протяженные сети типичны для анионов, богатых электронами, изолированные частицы часто находятся на стороне, более бедной электронами. Структуры не похожи на псевдоэлементные конфигурации, но могут быть описаны как кластеры по правилам Уэйда.
Структура субъединицы [As 7 ] в фазе Цинтля Cs 2 NaAs 7.
Алмазоидный каркас ионов Tl в NaTl. • NaTl состоит из полианиона (-Tl-) n с ковалентной структурой алмаза. Ионы Na расположены между анионами. Концепция: T1 ~ C.
• NaSi: полианион тетраэдрический (Si 4), аналогично P4. Концепция: Si ~ P.
• Na 2 Tl: полианион является тетраэдрическим (Tl 4), аналогично P 4. Концепция: Tl ~ P.
• Cs 2 NaAs 7 : трианион принимает структуру P4S3. Концепция: As ~ S.
• K 12Si17: существует два типа ионов Цинтля: 2x Si 4 (псевдо P4 или согласно правилам Уэйда, 12 = 2n + 4 скелетных электронов, соответствующих нидо-форме тригонально-бипирамиды ) и 1x Si 9 (согласно правилам Уэйда, 22 = 2n + 4 скелетных электронов, соответствующих нидо-форме двуглавой)
Линия Цинтля - это гипотетическая граница, проведенная между группой 13 и группу 14, чтобы подчеркнуть тенденцию металлов 13 группы к образованию фаз с разнообразием стехиометрии, что в отличие от группы 14 и выше, которые имеют тенденцию к образованию солей с полимерными анионами. В настоящее время признано, что некоторые фазы Zintl содержат кластеры Zintl, и это объясняет изменчивую стехиометрию. Связь во многих из этих кластеров не может быть объяснена классическим правилом октетов, включающим ковалентные 2-центральные 2-электронные связи, как подразумевается правилом Цинтля. Реакция Ge, Sn или Pb и Na в жидком NH 3 в присутствии этилендиамина (en) дает Zintl-кластер Na 4en7Sn9.
Фазы цинта могут включать водород. Такой < can be either formed by direct synthesis of the elements or element hydrides in a hydrogen atmosphere or by a hydrogenation reaction of a pristine Zintl phase. Since Hydrogen has a comparable electronegativity as the post-transition metal it is incorporated as part of the polyanionic patial structure. There are two structural motifs present. A monoatomic hydride can be formed occupying an interstitial site that is coordinated by cations exclusively (Промежуточный гидрид ). Кроме того, водород может ковалентно связываться с полианионом ().
Существуют примеры нового класса соединений, которые на основании их химических формул могут быть фазами Zintl, например, K 8In11, который является металлическим и парамагнитный. Расчеты молекулярных орбиталей показали, что это анион (In 11) и что дополнительный электрон распределяется по катионам и, возможно, по анионным разрыхляющим орбиталям.
