還元による金属の溶解

質問

一般的に金属を（水等へ）溶解する場合、硝酸等の酸化剤を使用して、+イオンとして溶かすケースが多いと思いますが、下記wikiのように多くの金属はマイナスの価数を取り得ます。
http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_oxidation_states_of_the_elements

それであれば、金属を還元することでも、-のイオンに成るため水に溶解出来る様に思えますが、実際にメタルを還元剤で-にイオン化し、溶解させることは可能なのでしょうか？
プールベ図を見てもあまりマイナスの状態というのは書かれていないので、単に図に描いていないだけなのか、何か他の事情があるのか気になります。

回答No.4

phosphole · ベストアンサー

advanceな追記です。
もしも、論文にアクセスできる環境（大学図書館とか）をお持ちで、有機金属化学・錯体化学分野の基礎的な知識をお持ちでしたら、この論文に目を通されると面白いかもしれません。遷移金属アニオンの大家がおかきになったaccountです。
Ellis, J. E. Inorg. Chem., 2006, 45 (8), pp 3167–3186, Adventures with Substances Containing Metals in Negative Oxidation States
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ic052110i?journalCode=inocaj

回答でも書きましたが、ナトリウムアニオンにかぎらず、こうした金属の陰イオン状態は極めて高反応性で、強力な還元剤です。水なんぞと接触させては、即座に水を還元して水素ガスが発生し、金属イオンの方は金属単体で落ちる場合もあれば、カチオンまで酸化されることもあります。
普通は、強還元条件に耐える溶媒（エーテル系や炭化水素など）でないと取り扱いできません。
繰り返しますが、普通見かけないということは、それなりの理由があるのです。

お礼

御回答有難うございます。
塩基性に振れば、水の還元電位も下がるため、先に金属が還元されることもあるのではないか？と考えていましたが、それ以上に負な電位をかける必要があるようですね。

accountは機会が有れば読ませて頂きたいと思います。

回答No.3

Tacosan

水を溶媒にしてはおそらく不可能だけど, 例えば
Cs^- + Au → Cs + Au^-
とかなら数字の上では可能な気がする. とはいえ, 何を溶媒にすればいいのかがさっぱり思い付かないんだけど.

お礼

御回答有難うございます。

水中で安定な陰イオン金属というのはやはりあまり知られていないようですね。

回答No.2

phosphole

金属は普通陽イオンになりたがるもので、余計な電子を受け入れることは通常起きません。金属の周りを特殊な配位子で覆って上げて(1
さんお書きの箱入り娘)、強力な還元条件を作り出すと、アニオンを発生させることができる場合も
あります。アルカリ金属が良く知られてますが、遷移金属でも例は
結構あります。
普通には存在しないだけあって、非常に反応性が高いものが多いです。自分より電子を受け入れるに相応しい相手がいたら、即座に相手を還元して、自分は高酸化状態にうつります。水なんてご法度です。

回答No.1

trytobe

ご提示のサイトで、たとえばナトリウムは＋１価と－１価がありますが、これは水中に単独のイオンとして存在できるという意味ではなく、酸化・還元された状態になりうる、というだけです。

つまり、Na+ イオンは簡単に水中で存在できるけれども、Na- イオンはなんらかの化合物結晶内（鉱物内）であるとか何かに配位された形で電荷的に安定にさせてもらうことで、はじめて水中に「箱入り娘」としていられるだけなのです。

アルカリド - Wikipedia
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%AB%E3%82%AB%E3%83%AA%E3%83%89

放課後化学講義室 陰イオン「Na-」は安定に存在できる！
http://chemieaula.blog.shinobi.jp/Entry/237/

お礼

御回答有難うございます。

ご指摘の通り、水中では不安定であり、化合物の形でのみ陰イオンとして存在できるものが多いようで、水中で安定なものは少ないようです。