金屬銨

金屬銨，是一種簡併態物質，也是一種電子化合物及超原子。当氢气與氨氣被充分压缩，经过相变后便会产生金屬銨[1]。但這種相態的銨無法於標準狀態下存在，標準狀態下銨僅能以離子或溶液相（aq）狀態存在。相關理論是基於銨與其他鹼金屬反應特性十分相近[2][3][1]，而目前已知能於標準狀態下存在的金屬銨，只有與汞的合金，即銨汞齊[4][5]。

金屬銨
IUPAC名
Ammonium
识别
CAS号
ChEBI 49783
性质
化学式 NH4·
摩尔质量 18.0385 g/mol g·mol⁻¹
相关物质
相关化学品 銨、氯化銨、銨鹽
若非注明，所有数据均出自一般条件（25 ℃，100 kPa）下。

固态金屬銨是由銨根離子组成的晶体结构，电子脱离了分子轨道，表现为一般金属中的传导电子。

在高压下，浸在大量自由电子海中的铵离子可能会表现出类似于金属的性质，使得金屬銨得以穩定，如同金屬氫一般。冰巨星天王星与海王星的内部就可能存在这种“金屬銨”。[2][3][6]

存在可能性

銨根離子NH4+的性質與行為在許多方面都與金屬離子相同。這導致Ramsey[7]認為一價的金屬銨（NH4+離子浸泡在一個電子海）穩定在明顯低於一般絕緣體-金屬相變壓力[8]兆帕〜1011帕（105帕=1巴）的壓力。根據計算，從NH3和H2分子的混合物中的轉換金屬銨，發生在壓力小於2.5×1010帕[9]，與物理学家尤金·維格納和Hillard Bell Huntington预测金屬氫的數值相當，由於該預測指出在250,000个大气压（约25GPa）下，氢原子失去对电子的束缚能力，呈现出金属性质[10]，但由於此后的实验表明，对金屬氫压力的最初假設不足[11]，因此，要產生金屬銨可能需要更高的壓力[9]。

在含氮的巨大氣體行星內部，若壓力足夠[2][3][1]，則有可能出現金屬銨[12][13]，如天王星和海王星[3][1]。

海王星
主条目：海王星

海王星內部有一些類似金屬態的簡併態物質，作为行星学惯例，这种混合物被叫作冰，虽然其实是高度压缩的过热流体。这种高电导的流体通常也被叫作水－氨大洋，[14]，是金屬銨的一種可能結構。

合金
主条目：銨汞合金

金屬銨雖未能在標準大氣壓下(STP)存在，但其與汞的合金可以，1808年英國化學家漢弗里·戴維和瑞典化學家永斯·貝采利烏斯首次制取銨汞合金[15]。他們由電解氯化銨在汞陰極形成灰色、海綿狀的金屬性物質[16]。最近的研究顯示了結構的形式被假設成 H3N - Hg - H，這可能只溶解於汞為穩定的。若銨汞合金在室溫下接觸到水或酒精就容易分解:

結構

根據銨汞合金的相關研究，金屬銨可能具有類似銨汞合金的結構 H3N - H - H3N，由質子、銨根、電子晶體排列而成，但無法在标准状况下存在。

網路文化

網路上經常出現所謂「超理」，用看似真實的理論描述不存在的事物。金屬銨曾被描述為「趙明毅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，最終液氨與液氫相互化合，生成金屬銨」，但實際上該反應並不會生成任何金屬態物質。

化合物

經常有人談論其化合物，但多半是惡搞文化超理的作品，例如氫化銨、氧化銨等。

參見

參考文獻
  1. Bernal, M. J. M.; Massey, H. S. W. (PDF). Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (Wiley-Blackwell for the Royal Astronomical Society). February 3, 1954, 114 (2): 172–179 [January 13, 2012]. Bibcode:1954MNRAS.114..172B. doi:10.1093/mnras/114.2.172.
  2. Holleman, A. F.; Wiberg, E., , San Diego: Academic Press, 2001, ISBN 0-12-352651-5
  3. Stevenson, D. J. . Nature (Nature Publishing Group). November 20, 1975, 258: 222–223 [January 13, 2012]. Bibcode:1975Natur.258..222S. doi:10.1038/258222a0. （原始内容存档于2014-11-04）.
  4. Prandtl, W.: Humphry Davy, Jöns Jacob Berzelius, zwei führende Chemiker aus der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart, 1948
  5. Reedy, J.H. . Journal of Chemical Education. October 1, 1929, 6 (10): 1767 [October 28, 2015]. doi:10.1021/ed006p1767.
  6. Bernal, M. J. M.; Massey, H. S. W. (PDF). Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (Wiley-Blackwell for the Royal Astronomical Society). February 3, 1954, 114: 172–179 [January 13, 2012]. Bibcode:1954MNRAS.114..172B. （原始内容存档 (PDF)于2018-01-12）.
  7. Ramsey, W. H., Mon. Not. R. astr. Soc., 111, 427–447 (1951).
  8. Ross, M., J. chem. Phys., 56, 4651–4653 (1972).
  9. Bernal, M. J. M., and Massey, H. S. W., Mon. Not. R. astr. Soc., 114, 172–179 (1954).
  10. E. Wigner and H. B. Huntington, On the Possibility of a Metallic Modification of Hydrogen J. Chem. Phys. 3, 764 (1935).
  11. 页面存档备份，存于 P. Loubeyre, R. LeToullec, D. Hausermann, M. Hanfland, R. J. Hemley, H. K. Mao, and L. W. Finger, X-ray diffraction and equation of state of hydrogen at megabar pressures Nature 383, 702 (1996).
  12. Porter, W. S., Astr. J., 66, 243–245 (1961). 5.
  13. Ramsey, W. H., Planet. Space Sci., 15, 1609–1623 (1967).
  14. Atreya, S.; Egeler, P.; Baines, K. (pdf). Geophysical Research Abstracts. 2006, 8: 05179 [2013-05-26]. （原始内容存档 (PDF)于2012-02-05）.
  15. Prandtl, W.: Humphry Davy, Jöns Jacob Berzelius, zwei führende Chemiker aus der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart, 1948
  16. Hofmann, H., Jander, G.: Qualitative Analyse, 1972, Walter de Gruyter, ISBN 3110036533
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