金屬銨
金屬銨,化學式為NH4,是銻宙發現的第一個由非金屬元素組成的金屬(類似的還有PH4,即金屬鏻,嚴格意義上是擬金屬)。碲球人已製得銨汞齊。
性質 編輯
銨離子NH4+一直被人們認為有金屬的性質,銨鹽與銨化合物具有其它金屬鹽一樣的鹽的通性。但由於「單質」銨遲遲未被制出,致使銨一直沒有取得與其它金屬相當的地位,以至於超理界曾有定論,NH4不可能獨立存在,或者說「單質」銨不存在。然而,這定論卻被趙明毅成功製得這種物質的事實所推翻。
NH4的結構與NH4+幾乎一樣,但由於NH4最外層多了一個電子,以致於各個NH4原子團以與金屬幾乎一模一樣的金屬鍵連接,而NH4的內部則以共價鍵連接。每個NH4原子團均會放出一個電子形成金屬鍵,這使得NH4具有良好的導電、導熱性。低溫下的NH4是銀白色的金屬、質軟,與鹼金屬很相似。令人驚訝的是,由於氮的電負性很強,NH4的化學性質並沒有想像中的那麼活潑,甚至不如鋰活潑,但是仍然可以與酸和水發生置換反應:它與鹽酸反應生成氯化銨和氫氣,與硫酸反應生成硫酸銨和氫氣,與水反應生成氨水和氫氣。
理論上來說,NH4在常溫常壓下是液態,據趙明毅推測,1個標準銻星大氣壓下,NH4的熔點為-15℃。但NH4在-13℃以上就會分解成氨和氫,因此平常狀況下是見不到NH4的。上述銨與水的反應則是液態銨和冰之間發生的,而非固態銨和冰。
銨在某些特殊場合下可以寫作A,比如AI(碘化銨)或需要字母A的超理反應。
發現 編輯
地球歷1909年某日,趙明毅教授與其實驗室中的7名助手在強銻場下電解氯化銨,最終生成了微量金屬銨——NH4。
後來,他又製得了氧化銨((NH4)2O),過氧化銨((NH4)2O2)和氫化銨(NH5或NH4H),但這些物質只能在銻場下穩定存在。
製取 編輯
金屬銨可以在冰巨行星的地幔中開採。除此之外,也有兩種通過電解獲得金屬銨的方式。
銻化電解法 編輯
一般通過強銻場下電解氯化銨製得金屬銨,反應應在低溫下進行。
陽極:2Cl-=電解=Cl2↑
陰極:NH4+=電解、發功=NH4↓
高壓低溫法 編輯
在一些沒有銻場的星球上,可以用鉑電極電解熔融氯化銨,將陰極得到的氣體加1MPa壓並處於超低溫狀態,最終令液氨與液氫化合生成金屬銨。該方法即上文趙明毅發現的方法,但需要在電解池中加入穩定劑防止金屬銨在高溫下分解。
用途 編輯
金屬銨可做溫和的還原劑,也可摻雜在超低溫專用合金中增強一些性能。除此之外,金屬銨也在超理合成中發揮重要作用。