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。當氫氣與氨氣被充分壓縮，經過相變後便會產生金屬銨^[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^[1][2][3]，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
識別
CAS號	14798-03-9  Y
ChEBI	49783
性質
化學式	NH4·
莫耳質量	18.0385 g/mol g·mol⁻¹
相關物質
相關化學品	銨、氯化銨、銨鹽
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

固態金屬銨是由銨根離子組成的晶體結構，電子脫離了分子軌道，表現為一般金屬中的傳導電子。

在高壓下，浸在大量自由電子海中的銨離子可能會表現出類似於金屬的性質，使得金屬銨得以穩定，如同金屬氫一般。冰巨星天王星與海王星的內部就可能存在這種「金屬銨」。^[1][2][3]

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^[6]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^[7]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^[8]，與物理學家尤金·維格納和Hillard Bell Huntington預測金屬氫的數值相當，由於該預測指出在250,000個大氣壓（約25GPa）下，氫原子失去對電子的束縛能力，呈現出金屬性質^[9]，但由於此後的實驗表明，對金屬氫壓力的最初假設不足^[10]，因此，要產生金屬銨可能需要更高的壓力^[8]。

在含氮的巨大氣體行星內部，若壓力足夠^[1][2][3]，則有可能出現金屬銨^[11][12]，如天王星和海王星^[1][3]。

海王星

主條目：海王星

海王星內部有一些類似金屬態的簡併態物質，作為行星學慣例，這種混合物被叫作冰，雖然其實是高度壓縮的過熱流體。這種高電導的流體通常也被叫作水－氨大洋，^[13]，是金屬銨的一種可能結構。

合金

主條目：銨汞齊

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·貝采利烏斯首次製取銨汞齊^[14]。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^[15]。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。若銨汞齊在室溫下接觸到水或酒精就容易分解:

${\displaystyle \mathrm {2\ H_{3}N{-}Hg{-}H\ {\xrightarrow {\Delta T}}\ 2\ NH_{3}+H_{2}+2\ Hg} }$

結構

根據銨汞合金的相關研究，金屬銨可能具有類似銨汞齊的結構 H₃N - H - H₃N，由質子、銨根、電子晶體排列而成，但無法在標準狀況下存在。

軼事

網路文化中，經常有人談論其化合物，但多半是惡搞文化作品，例如氫化銨、氧化銨等。金屬銨曾被描述為「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。

參見

• 金屬氫
• 固氧
• 銨
• 超金屬