鎂化合物

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鎂化合物是鎂和其它元素形成的化合物，在這些化合物中，鎂一般為+2價。低價鎂化合物也是已知的。

氟鎂石（英語：Sellaite）是一種氟化鎂礦物，最初於1868年被發現。

無機化合物[編輯]

氫化物、鹵化物和鹵酸鹽[編輯]

氫化鎂最初於1951年通過鎂和氫氣在高溫、高壓和碘化鎂催化下反應製得。[1]它可以和水反應放出氫氣；它也能在287 °C、1 bar下分解：[2]

MgH2 → Mg + H2

鎂可以和鹵素形成化學式為MgX2（X=F, Cl, Br, I）的化合物，除了氟化鎂外，其餘鹵化物都易溶於水，但氟化鎂的溶解度較其它鹼土金屬的氟化物大。工業上通過硫酸鎂和氟化鈉的反應製備高純度的氟化鎂，它在1320 °C升華。氯化鎂一般通過氧化鎂的氯化製得，或通過六水合氯化鎂在乾燥氯化氫下和氯化銨反應，再熱分解生成的鎂銨復鹽得到。[3]它的水合物會水解，而使溶液顯酸性；直接加熱水合物會得到水解產物：[3][4]

[Mg(H2O)6]2+ ⇌ [Mg(H2O)5(OH)]+ + H3O+ （在溶液中水解）
MgCl2·nH2O ⇌ Mg(OH)Cl + HCl + (n-1)H2O （固體加熱水解）

氯化鎂是離子化合物，它在熔融狀態下電解，可以得到鎂和氯氣。溴化鎂和碘化鎂的性質與氯化鎂相似。[4]鹵化鎂和氫化鎂反應，可以得到HMgX（X=Cl, Br, I）。[3]

高氯酸鎂是白色固體，常用作乾燥劑。

次氯酸鎂和亞氯酸鎂是不穩定的化合物，它們容易水解，前者生成鹼式鹽Mg(OCl)2·2Mg(OH)2，後者生成氫氧化物Mg(OH)2；氯酸鎂可由碳酸鎂和氯酸反應製得，並從溶液中結晶出六水合物，它也能由氫氧化鎂和氯氣反應得到，並用丙酮提取出來：[4]

6 Mg(OH)2 + 6 Cl2 → 5 MgCl2 + Mg(ClO3)2 + 6 H2O

高氯酸鎂是易溶於水的白色粉末，可由氧化鎂和高氯酸反應得到，它從溶液中結晶出六水合物，再在200~250 °C的真空中通過五氧化二磷乾燥，可以得到無水高氯酸鎂。它是常用的乾燥劑，也可用作路易斯酸或親電試劑活化劑。[5]高溴酸鎂也可以六水合物的形式從溶液中結晶出來，對其加熱可以得到無水物，無水物繼續加熱，它分解為氧化鎂、溴和氧氣。[6]

氧化物及硫屬化物[編輯]

氧化鎂是一些鎂化合物熱分解的最終產物，它通常通過灼燒碳酸鹽或氫氧化物來製備。氫氧化鎂是一種強電解質，可由可溶性鎂鹽和氫氧化鈉反應得到，它和氧化鎂一樣，在空氣中放置會生成鹼式碳酸鹽。[3]硫化鎂可由鎂和硫化氫反應，或通過硫酸鎂和二硫化碳在高溫反應製得：[7]

Mg + H2S → MgS + H2
3 MgSO4 + 4 CS2 → 3 MgS + 4 COS + 4 SO2

它可以水解為Mg(HS)2，並在較高溫度進一步水解為Mg(OH)2。氫硫化鎂的溶液也可通過硫化氫和氧化鎂懸浮液反應製得。[8]鎂的多硫化物在鎂硫電池中有所研究。[9]硒化鎂比硒化鋅活潑，在潮濕空氣中分解；[10]碲化鎂和硒化鎂的性質相似。[11]

有機化合物[編輯]

格氏試劑[編輯]

主條目：格氏試劑

格氏試劑的名稱源自發現它的法國化學家維克多·格林尼亞，這類有機鎂化合物具有R–Mg–X通式，其中R為烴基，X為鹵素，它們通常與溶劑分子配位。格氏試劑可由鎂在溶劑中和鹵代烴反應得到，由於鎂的表面存在氧化膜，一般會加入碘來加速反應。[3]格氏試劑在有機合成中通常用於延長碳鏈：[12]

二烴基鎂[編輯]

二烴基鎂是具有R–Mg–R'的有機化合物，可由二烴基汞和鎂的反應製得。[13]它們的反應性和格氏試劑相似，可以和氧、水、氨反應。[14]

(9,10-二氫蒽-9,10-二基)三(四氫呋喃)合鎂是鎂和蒽在四氫呋喃中反應得到的產物，它可用於提供C14H102−碳負離子，和親電試劑反應，得到二氫蒽的衍生物。[15]

參考文獻[編輯]

  1. ^ Egon Wiberg, Heinz Goeltzer, Richard Bauer. Synthese von Magnesiumhydrid aus den Elementen (Synthesis of Magnesium Hydride from the Elements) (PDF). Zeitschrift für Naturforschung B. 1951, 6b: 394 [2021-12-06]. （原始內容 (PDF)存檔於2020-09-20）. 
  2. ^ McAuliffe, T. R. Hydrogen and Energy illustrated. Springer. 1980: 65 [2021-12-06]. ISBN 978-1-349-02635-7. （原始內容存檔於2022-03-25）.  Extract of page 65 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 無機化學叢書. 第二卷. 鈹 鹼土金屬 硼 鋁 鎵分族. 科學出版社. pp 154
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 R.C. Ropp. Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds, Elsevier. ISBN 9780444595508.
  5. ^ Chakraborti, Asit K.; Chankeshwara, Sunay V., Magnesium Perchlorate, Chichester, UK: John Wiley & Sons, Ltd, 2009-03-15, doi:10.1002/047084289x.rn01002 
  6. ^ Isupov, V. K.; Gavrilov, V. V.; Kirin, I. S. Thermal decomposition of magnesium, calcium, strontium and barium perbromates（俄文）. Zhurnal Neorganicheskoi Khimii, 1977. 22 (9): 2592-2594. ISSN 0044-457X.
  7. ^ Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, pp. 909.
  8. ^ Edward Divers, Tetsukichi Shimidzu. LVII.—Magnesium hydrosulphide solution, and its use in chemicolegal cases as a source of hydrogen sulphide. J. Chem. Soc., Trans. 1884, 45 (0): 699–702 [2021-12-10]. ISSN 0368-1645. doi:10.1039/CT8844500699 （英語）. 
  9. ^ Divyamahalakshmi Muthuraj, Madhu Pandey, Murali Krishna, Arnab Ghosh, Raja Sen, Priya Johari, Sagar Mitra. Magnesium polysulfide catholyte (MgSx): Synthesis, electrochemical and computational study for magnesium-sulfur battery application. Journal of Power Sources. 2021-02, 486: 229326 [2021-12-10]. doi:10.1016/j.jpowsour.2020.229326 （英語）. 
  10. ^ Moser, L.; Doctor, E. Preparation of hydrogen selenide from metallic selenides. Zeitschrift fuer Anorganische und Allgemeine Chemie, 1921. 118: 284-292. ISSN 0044-2313.
  11. ^ Moser, L.; Ertl, K. The preparation of hydrogen telluride from metallic tellurides. Zeitschrift fuer Anorganische und Allgemeine Chemie, 1921. 118: 269-283. ISSN 0044-2313.
  12. ^ Henry Gilman and R. H. Kirby (1941). "Butyric acid, α-methyl-". Org. Synth.; Coll. Vol. 1: 361. 
  13. ^ 宋禮成，王佰全. 金屬有機化學原理及應用. 高等教育出版社, 2012.10. pp 104-118. 鎂有機化合物. ISBN 978-7-04-035161-3
  14. ^ Schlenk, Wilh, Jr. Magnesium dialkyls and magnesium diaryls. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft [Abteilung] B: Abhandlungen, 1931. 64B: 736-739. ISSN 0365-9488.
  15. ^ Borislav Bogdanovic. Magnesium anthracene systems and their application in synthesis and catalysis. Accounts of Chemical Research. 1988-07-01, 21 (7): 261–267 [2021-12-10]. ISSN 0001-4842. doi:10.1021/ar00151a002. （原始內容存檔於2021-12-06） （英語）. 

拓展閱讀[編輯]


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