低價鎂化合物

低價鎂化合物，指鎂元素在其中的氧化態為+1的化合物，近年來已製得穩定的Mg(I)化合物，也是首次發現鹼土金屬能表現出穩定的+1氧化態。

最早發現的低價鎂化合物之一，黃色固體，Ar代表2,6-雙（異丙基）苯基。註：其中兩個六元環平面夾角為90°

背景

作為一種鹼土金屬元素，鎂的主要氧化態為+2，除了三元金屬氫化物Mg₂RuH₄、Mg₃RuH₃和Mg₄IrH₅以及二硼化鎂不能簡單地用氧化態描述。MgB₂中的Mg-Mg間距明顯縮短，說明有相互作用（以上幾種特殊的物質中，Mg-Mg鍵的鍵長分別是293 pm、303 pm、275 pm、308pm），科學家已經假設其中含有Mg₂²⁺單元。理論計算證實了Mg₂²⁺離子的穩定性。同時Mg₂²⁺離子也已經被發現可以較長期的存在於液相和氣相中，但穩定的Mg(I)化合物一直未能製得。

製備與結構

2007年三位化學家在《科學》雜誌上發表文章，報道他們用過量的金屬鉀在甲苯中還原Mg^II的碘配合物，製得了兩種穩定的Mg(I)化合物，兩種物質的化學式都可以寫成L₂Mg₂，其中L代表一個大陰離子配體，該反應使用的大陰離子配體如下：

• 胍基配體（priso），[(Ar)NC(NPrⁱ₂)N(Ar)]^–（其中 Ar = 2,6-雙（異丙基）苯基、Prⁱ = 異丙基），其形成的低價鎂化合物為無色。
• 酮亞胺配體（nacnac），{[(Ar)NC(Me)]₂CH}⁻,- （其中 Ar = 2,6-雙（異丙基）苯基、Me = 甲基），其形成的低價鎂化合物為黃色固體。

X射線晶體學研究發現，其中Mg-Mg鍵的鍵長分別是285.1pm和284.6pm。理論研究表明他們實際上是離子化合物，化學式為Mg₂²⁺(L⁻)₂。2族元素形成的Mg₂²⁺離子與12族元素形成的Hg₂²⁺離子（存在於氯化亞汞等物質中）、Cd₂²⁺離子（存在於四氯鋁酸鎘(I)中）類似。

性質

目前製得的兩種低價鎂化合物容易與空氣和水反應，但是有著較好的熱穩定性，其熱分解溫度分別為170℃和300℃。

參見

• 元素氧化態列表