形成配合物
直到1960年代末,有几个复合物碱金属阳离子与有机分子。专业的生物分子缬氨霉素等复杂的选择性钾阳离子K+运输在细胞膜,但合成离子载体(分子能够形成复合物与离子)是罕见的。所有的碱性阳离子有负责+ 1,除了锂化学性质相似,而惰性。唯一一个碱阳离子,另一个重要区别是大小。
皇冠的合成醚类由美国化学家查尔斯·j·皮德森在1967年提供size-selective循环分子组成的醚个氧原子形成一个环或“皇冠”复杂的阳离子对大小适合的洞的中心分子。在某些情况下两个冠醚分子可以封装“三明治”方式的阳离子。例如,K+只适合18-crown-6环的中心(18原子环,12个碳原子和6醚氧原子)形成1:1复杂(即1阳离子:1冠醚),K+(18 c6)。Cs+太大了,适合的戒指,但可以一侧形成复合体c+(18 c6)复杂或可以夹在两个18-crown-6分子形成1:2复杂,Cs+(18 c6)2。因此,对于特定的阳离子冠醚的选择性取决于环的大小。常见的皇冠醚类12-crown-4, 15-crown-5, 18-crown-6。这些分子是李的选择性+,Na+和K+,分别。
更大的亲和力对碱阳离子通过由法国化学家穴状配体的合成让-玛丽•黄祖辉1968年,美国化学家spherands唐纳德补习在1979年。这些是三维分子内部空腔或地下室完全封装碱阳离子。通过合成分子不同的空腔大小,选择性为特定阳离子在“错误”的大小适合的空腔可以控制。然而,值得注意的是,这些分子不是刚性框架的灵活性可以改变腔的大小,以适应大小不同的碱性阳离子,尽管络合强度的差异。
从最初的合成冠醚、穴状配体,成千上万的不同大小的阳离子络合剂,指控,几何图形合成。这导致了一个全新的化学称为超分子化学的分支。
分析化学的碱金属
经典的分离和分析方法的碱金属相当困难和耗时。为锂它们包括选择性提取氯化锂等程序为有机溶剂和锂的检测偶氮染料给高度敏感的颜色反应在碱性的解决方案。的修改醋酸双氧铀测试(不溶性的沉淀钠盐醋酸双氧铀)已经被用来作为标准测试钠的存在。亚硝酸钴溶液的使用允许的分离钾从降水的不溶性钾钠盐。基本上是没有满意分析的方法铷和铯基于使用试剂的解决方案。
经典的方法很大程度上取代了碱金属的分离色谱洗脱。强酸性阳离子交换树脂和酸性的水溶液。一般的亲和力增加原子量所以离子中筛选了秩序Fr+> Cs+> Rb+> K+> Na+>李+,这是减少水化离子的大小的顺序。离子交换树脂特定的锂开发。大环的化合物如皇冠醚类为特定的碱金属和穴状配体选择性离子被合成。它们形成阳离子复合物,可以溶解在有机溶剂等氯仿(CHCl3苦味酸盐(C等)与抗衡离子6H2(没有2]3O- - - - - -)。
碱金属的火焰特征的颜色(红、黄、紫、红、蓝色Li Na, K, Rb, Cs,分别)是现代分析方法用于确定定性指标碱金属的含量盐在水溶液。的强度特征在发射谱线激火焰或ICP(电感耦合等离子体)给个人的定量措施碱金属浓度ppm范围或更低。测定一个碱金属的存在,然而,可能导致干扰,可以减少使用专门准备的标准解决方案,包含大量的干扰金属。
碱金属的分析样本的非金属元素,如氧气,碳,氢,氮,需要专门的技术。钠和钾的氧含量样品可以免费由提取的碱金属汞,留下mercury-insoluble氧化物和碳酸盐,随后可以通过提供了解决方法。铷和铯的氧含量的精确测量可以准确地确定冰点这两个元素。
碱金属的碳含量可以分析了碱金属在纯氧的氧化,紧随其后的是红外测量的二氧化碳在燃烧过程中生成的。分析氮化氮化锂,一般转换来氨氨是由比色分析测量。
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