อิเล็กตรอนที่ถูกละลายคืออิเล็กตรอนอิสระ ในสารละลายซึ่งมีพฤติกรรมเหมือนแอนไอออน[ ^{1 ] การ}ที่อิเล็กตรอนถูกละลายในสารละลายหมายความว่ามันถูกยึดไว้ด้วยสารละลาย^{[ 2 ]}สัญลักษณ์ที่ใช้แทนอิเล็กตรอนที่ถูกละลายในสูตรของปฏิกิริยาเคมีคือ "e ⁻ " บ่อยครั้งที่การอภิปรายเกี่ยวกับอิเล็กตรอนที่ถูกละลายจะเน้นไปที่สารละลายของพวกมันในแอมโมเนียซึ่งมีความเสถียรเป็นเวลาหลายวัน แต่อิเล็กตรอนที่ถูกละลายก็เกิดขึ้นในน้ำและตัวทำละลายอื่นๆ อีกมากมาย – อันที่จริง ในตัวทำละลายใดๆ ก็ตามที่ทำให้เกิดการถ่ายโอนอิเล็กตรอนนอกทรงกลม อิเล็กตรอนที่ถูกละลายเป็นวัตถุที่ถูกศึกษาบ่อยครั้งในเคมีรังสีเกลือที่มีอิเล็กตรอนที่ถูกละลายเรียกว่าอิเล็กไตรด์

แอมโมเนียเหลว จะละลาย โลหะอัลคาไลทั้งหมดและ โลหะ ที่มีประจุบวก อื่นๆ เช่นCa [ ^{3 ]} Sr , Ba , EuและYb (รวมถึงMgโดยใช้กระบวนการอิเล็กโทรไลซิส^{[ 4 ] )}ทำให้เกิดสารละลายสีน้ำเงินที่มีลักษณะเฉพาะ สำหรับโลหะอัลคาไลในแอมโมเนียเหลวสารละลายจะมีสีน้ำเงินเมื่อเจือจางและมีสีทองแดงเมื่อมีความเข้มข้นมากขึ้น (> 3 โมลาร์ ) ^{[ 5 ]}สารละลายเหล่านี้สามารถนำไฟฟ้าได้สีน้ำเงินของสารละลายเกิดจากอิเล็กตรอนที่ถูกแอมโมเนียจับ ซึ่งดูดซับพลังงานในช่วงแสงที่มองเห็นได้ การแพร่กระจายของอิเล็กตรอนที่ถูกละลายในแอมโมเนียเหลวสามารถกำหนดได้โดยใช้โครโนแอมเพอโรเมตรีแบบ ขั้นตอนศักย์ ^{[ 6 ]}

อิเล็กตรอนที่ถูกล้อมรอบด้วยตัวทำละลายในแอมโมเนียคือแอนไอออนของเกลือที่เรียกว่าอิเล็กไตรด์

นา + 6 NH ₃ → [นา(NH ₃ ) ₆ ] ⁺ + อี⁻

ปฏิกิริยานี้สามารถย้อนกลับได้: การระเหยของสารละลายแอมโมเนียจะทำให้เกิดฟิล์มของโลหะโซเดียม

สารละลายลิเธียม-แอมโมเนียที่อุณหภูมิ −60 °C จะอิ่มตัวที่ความเข้มข้นของโลหะประมาณ 15 โมลเปอร์เซ็นต์ (MPM) เมื่อความเข้มข้นเพิ่มขึ้นในช่วงนี้ค่าการนำไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นจาก 10⁻² ^เป็น 10⁴ ^{โอห์ม} ⁻¹ ^ซม⁻¹ ⁽มากกว่าปรอท เหลว ) ที่ความเข้มข้นประมาณ 8 MPM จะเกิด "การเปลี่ยนสถานะเป็นโลหะ" (TMS) (หรือเรียกว่า "การเปลี่ยนสถานะจากโลหะเป็นอโลหะ" (MNMT)) ที่ 4 MPM จะเกิดการแยกเฟสของของเหลวสองชนิด คือ เฟสสีทองที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าจะไม่สามารถผสมกับเฟสสีน้ำเงินที่มีความหนาแน่นมากกว่าได้ เหนือ 8 MPM สารละลายจะมีสีบรอนซ์/ทอง ในช่วงความเข้มข้นเดียวกันความหนาแน่น โดยรวม จะลดลง 30%

โลหะอัลคาไลยังละลายในเอมีนปฐมภูมิขนาด เล็กบางชนิด เช่นเมทิลเอมีนและเอทิลเอมีน^{[ 7 ]}และเฮกซาเมทิลฟอสโฟราไมด์ทำให้เกิดสารละลายสีน้ำเงินเตตระไฮโดรฟิวแรน (THF)ละลายโลหะอัลคาไลได้ แต่การลดแบบเบิร์ช (ดู§ การใช้งาน ) จะไม่เกิดขึ้นหากไม่มีลิแกนด์ไดเอมี น^{[ 8 ]}สารละลายอิเล็กตรอนที่ละลายของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ แมกนีเซียม แคลเซียม สตรอนเทียม และแบเรียมในเอทิลีนไดเอมีนถูกนำมาใช้เพื่อแทรกโลหะเหล่านี้ลงในกราไฟต์^{[ 9 ]}

ในน้ำ การก่อตัวของอิเล็กตรอนที่ถูกล้อมรอบด้วยตัวทำละลายเกิดขึ้นผ่าน สถานะ อิเล็กตรอนเปียกซึ่งอิเล็กตรอนนั้นไม่ได้ถูกล้อมรอบด้วยตัวทำละลายอย่างสมบูรณ์ แต่ยังคงมีเสถียรภาพด้วยพันธะไฮโดรเจน

อิเล็กตรอนที่ถูกละลายมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาของโลหะอัลคาไลกับน้ำ แม้ว่าอิเล็กตรอนที่ถูกละลายจะมีอายุเพียงชั่วครู่ก็ตาม^{[ 10 ]}ที่ค่า pH ต่ำกว่า 9.6 อิเล็กตรอนที่ถูกไฮเดร ตจะทำปฏิกิริยากับไอออนไฮโดรเนียม ทำให้เกิดไฮโดรเจนอะตอม ซึ่งในทางกลับกันสามารถทำปฏิกิริยากับอิเล็กตรอน ^ที่ถูกไฮเดรต ทำให้เกิดไอออนไฮดรอกไซด์และไฮโดรเจนโมเลกุล H _{2 ทั่วไป} ^{[ 11} ]

อิเล็กตรอนที่ละลายอยู่ในตัวทำละลายสามารถพบได้แม้ในสถานะแก๊ส ซึ่งหมายความว่าอาจมีอยู่ในชั้นบรรยากาศตอนบนของโลกและมีส่วนเกี่ยวข้องในการก่อตัว ของนิวเคลียสและ ละอองลอย^{[ 12 ]}

ค่า ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของมันคือ −2.88 V ^{[ 13 ]} ค่า การนำไฟฟ้าเทียบเท่า 177 Mho cm ²คล้ายกับของไอออนไฮดรอกไซด์ค่าการนำไฟฟ้าเทียบเท่านี้สอดคล้องกับค่าการแพร่4.75 cm ² s ^{−1 [ 14 ]}${\displaystyle \times 10^{-5}}$

แม้ว่าสารละลายแอมโมเนียสีน้ำเงินที่มีอิเล็กตรอนละลายอยู่จะค่อนข้างเสถียร แต่ ก็สลายตัวอย่างรวดเร็วเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยา ทำให้เกิดสารละลายโซเดียมอะไมด์ ที่ไม่มีสี

2 [นา(NH ₃ ) ₆ ] ⁺อี⁻ → H ₂ + 2 NaNH ₂ + 10 NH ₃

เกลืออิเล็กไตรด์สามารถแยกได้โดยการเติมลิแกนด์แบบวงแหวนขนาดใหญ่ เช่นคราวน์อีเทอร์และคริปแทนด์ลงในสารละลายที่มีอิเล็กตรอนที่ถูกละลาย ลิแกนด์เหล่านี้จะจับกับแคตไอออนอย่างแน่นหนาและป้องกันการรีดิวซ์ซ้ำโดยอิเล็กตรอน

[Na(NH ₃ ) ₆ ] ⁺ e ⁻ + cryptand → [Na(cryptand)] ⁺ e ⁻ + 6 NH ₃

อิเล็กตรอนที่ถูกละลายจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนเพื่อสร้างอนุมูลซูเปอร์ออกไซด์ (O ₂ ^.− ) ^{[ 15 ]} เมื่อทำปฏิกิริยา กับไนตรัสออกไซด์อิเล็กตรอนที่ถูกละลายจะทำปฏิกิริยาเพื่อสร้าง อนุมูลไน ทรอกซิล (NO ^. ) ^{[ 16 ]}

อิเล็กตรอนที่ถูกละลายมีส่วนเกี่ยวข้องในกระบวนการทางไฟฟ้า ซึ่งเป็นสาขาที่กว้างขวางและมีการประยุกต์ใช้ทางเทคนิคมากมาย ( การสังเคราะห์ด้วยไฟฟ้าการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า การสกัดโลหะด้วยไฟฟ้า )

การใช้สารละลายโซเดียม-แอมโมเนียในลักษณะเฉพาะอย่างหนึ่งคือปฏิกิริยารีดักชันของเบิร์ชปฏิกิริยาอื่นๆ ที่ใช้โซเดียมเป็นตัวรีดิวซ์ก็สันนิษฐานว่าเกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอนที่ละลายในตัวทำละลายด้วย เช่น การใช้โซเดียมในเอทานอลในปฏิกิริยารีดักชัน ของ บูโวต์-บล็องก์

งานวิจัยของ Cullen และคณะแสดงให้เห็นว่าสารละลายโลหะ-แอมโมเนียสามารถใช้แทรกวัสดุแบบชั้นได้หลากหลายชนิด จากนั้นจึงแยกชั้นวัสดุเหล่านั้นในตัวทำละลายแบบมีขั้วและไม่มีโปรตอน เพื่อสร้างสารละลายไอออนิกของวัสดุสองมิติ^{[ 17 ]}ตัวอย่างเช่น การแทรกกราไฟต์ด้วยโพแทสเซียมและแอมโมเนีย จากนั้นจึงแยกชั้นโดยการละลายเองใน THF เพื่อสร้างสารละลายกราฟีไนด์^{[ 18 ]}

โดยทั่วไปแล้ว การสังเกตสีของสารละลายโลหะ-อิเล็กไตรด์นั้นเชื่อกันว่าเป็นผลงานของฮัมฟรี เดวีในปี ค.ศ. 1807–1809 เขาได้ตรวจสอบการเติมโพแทสเซียมลงในแอมโมเนียที่เป็นก๊าซ (การทำให้แอมโมเนียเป็นของเหลวถูกคิดค้นขึ้นในปี ค.ศ. 1823) ^{[ 19 ]}เจมส์ บัลลันไทน์ แฮนเนย์และ เจ. โฮการ์ธ ได้ทำการทดลองซ้ำโดยใช้โซเดียมในปี ค.ศ. 1879–1880 ^{[ 20 ]}ดับเบิลยู. เวย์ล ในปี ค.ศ. 1864 และ ซี. เอ. ซีลีย์ ในปี ค.ศ. 1871 ใช้แอมโมเนียเหลว ในขณะที่แฮมิลตัน เคดี้ในปี ค.ศ. 1897 ได้เชื่อมโยงคุณสมบัติการแตกตัวเป็นไอออนของแอมโมเนียกับน้ำ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}ชาร์ลส์ เอ. คราอุสได้วัดค่าการนำไฟฟ้าของสารละลายโลหะแอมโมเนีย และในปี ค.ศ. 1907 ได้ระบุว่าเป็นผลมาจากอิเล็กตรอนที่ปลดปล่อยออกมาจากโลหะ^{[ 24 ] [ 25 ]}ในปี พ.ศ. 2461 GE Gibson และ WL Argo ได้นำเสนอแนวคิดอิเล็กตรอนที่ละลาย^{[ 26 ]}พวกเขาสังเกตจากสเปกตรัมการดูดกลืนว่าโลหะต่างชนิดและตัวทำละลายต่างชนิด ( เมทิลอะมีนเอทิลอะมีน ) ทำให้เกิดสีน้ำเงินเดียวกัน ซึ่งเกิดจากชนิดเดียวกันคืออิเล็กตรอนที่ละลาย ในช่วงปี พ.ศ. 2513 ได้มีการระบุลักษณะของเกลือแข็งที่มีอิเล็กตรอนเป็นแอนไอออน^{[ 27 ]}