- Kemična zgradba
- Molekula BeH
- BeH verige
- BeH tridimenzionalna omrežja
- Lastnosti
- Kovalenten značaj
- Kemijska formula
- Fizični videz
- Topnost v vodi
- Topnost
- Gostota
- Reaktivnost
- Prijave
- Reference
Berilij hidrid kovalentna spojina tvori med kovinsko berilija in vodikovega alkalno. Njegova kemijska formula je BeH 2 , in ker je kovalenten, ne vsebuje Be 2+ ali H - ionov . Skupaj z LiH je eden najlažjih kovinskih hidridov, ki jih je mogoče sintetizirati.
To je pridobljen z obdelavo dimetil berilija, Be (CH 3 ) 2 , z litij aluminijevim hidridom, LiAlH 4 . Vendar najčistejši beh 2 dobimo iz pirolize di-tert-butylberyl biti (C (CH 3 ) 3 ) 2 pri 210 ° C.
Vir: Ben Mills, iz Wikimedia Commons
Kot posamezna molekula v plinastem stanju je po geometriji linearna, v trdnem in tekočem stanju pa polimerizira v nizih tridimenzionalnih mrež. To je amorfna trdna snov v normalnih pogojih in se lahko pod velikanskim pritiskom spremeni v kristalno stanje in ima kovinske lastnosti.
Predstavlja možno metodo shranjevanja vodika, bodisi kot vir vodika pri razgradnji, bodisi kot trden absorpcijski plin. Vendar pa je BeH 2 zelo strupen in onesnažuje, glede na zelo polarizirajočo naravo berilija.
Kemična zgradba
Molekula BeH
Prva slika prikazuje eno samo molekulo berilijevega hidrida v plinastem stanju. Upoštevajte, da je njegova geometrija linearna, pri čemer so atomi H ločeni drug od drugega pod kotom 180 °. Za razlago te geometrije mora biti atom Be hibridizacija sp.
Berilij ima dva valenčna elektrona, ki sta nameščena v orbiti 2s. Po teoriji valenčne vezi se eden od elektronov v orbiti 2s energijsko spodbuja v 2p orbitalo; posledično lahko z dvema sp hibridnima orbitalama tvorite dve kovalentni vezi.
In kaj je z ostalimi Be-jevimi svobodnimi orbitalami? Na voljo sta še dve čisti, nehibridizirani 2p orbitali. BeH 2 je spojina, ki primanjkuje elektrona, v plinasti obliki; zato se njegove molekule ohladijo in združijo, kondenzirajo in kristalizirajo v polimer.
BeH verige
Vir: YourEyesOnly, iz Wikimedia Commons
Ko molekule BeH 2 polimerizirajo, okoliška geometrija atoma Be preneha biti linearna in postane tetraedrska.
Pred tem smo strukturo tega polimera modelirali, kot da bi bile verige z enotami BeH 2, povezane z vodikovimi vezmi (zgornja slika, s kroglami v belih in sivkatih tonih). Za razliko od vodikovih vezi dipol-dipolnih interakcij imajo kovalenten značaj.
V mostu Be-H-Be polimera se med tremi atomi (vez 3c, 2e) porazdelijo dva elektrona, ki bi morala biti teoretično nameščena z večjo verjetnostjo okoli vodikovega atoma (ker je bolj elektronegativna).
Po drugi strani pa Be, obkrožen s štirimi H-ji, uspe razmeroma zapolniti svoje elektronsko prosto mesto in tako dopolni svoj valentni oktet.
Tukaj teorija valenčnih vezi bledi, da bi dali relativno natančno razlago. Zakaj? Ker ima vodik lahko samo dva elektrona, in -H- vez vključuje štiri elektrone.
Tako, da se pojasni Be-H 2 -Bodite mostov (dve sivi sfer združena dva belih kroglic) druge kompleksne modele vezi so potrebni, kot so tiste, ki jih je molekularno orbitalne teorije.
Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da polimerna struktura BeH 2 dejansko ni veriga, ampak tridimenzionalna mreža.
BeH tridimenzionalna omrežja
Vir: Ben Mills, iz Wikimedia Commons
Zgornja slika prikazuje odsek tridimenzionalne mreže BeH 2 . Upoštevajte, da rumenkasto zelene krogle, atomi Be, tvorijo tetraeder kot v verigi; Vendar je v tej strukturi večje število vodikovih vezi, poleg tega pa strukturna enota ni več BeH 2, ampak BeH 4 .
Isti strukturni enoti BeH 2 in BeH 4 kažeta, da je v rešetki večje število vodikovih atomov (4 H atoma za vsak Be).
To pomeni, da berilij v tej mreži uspeva zagotoviti svoje elektronsko prosto mesto še bolj kot znotraj verižne polimerne strukture.
Ko Najbolj očitna razlika tega polimera glede na posamezno BEH 2 molekuli , je, da je treba nujno imeti sp 3 hibridizacijo (običajno) pojasniti Tetraedarski in nelinearne geometrije.
Lastnosti
Kovalenten značaj
Zakaj je berilijev hidrid kovalentna in neionska spojina? Hidridi ostalih elementov skupine 2 (g. Becamgbara) so ionski, torej so sestavljeni iz trdnih snovi, ki jih tvorita en M 2+ kation in dva hidridna aniona H - (MgH 2 , CaH 2 , BaH 2 ). Zato BEH 2 ni sestavljena iz Be 2+ ali H - interakcijo elektrostatično.
Za kation Be 2+ je značilna njegova velika polarizacijska moč, ki izkrivlja elektronske oblake okoliških atomov.
Zaradi tega izkrivljanja so H - anioni prisiljeni tvoriti kovalentne vezi; povezave, ki so temelj struktur pravkar pojasnjenih.
Kemijska formula
BeH 2 ali (BeH 2 ) n
Fizični videz
Brezbarvna amorfna trdna snov.
Topnost v vodi
Razpade.
Topnost
Netopen v dietil etru in toluenu.
Gostota
0,65 g / cm3 (1,85 g / L). Prva vrednost se lahko nanaša na plinsko fazo, druga pa na polimerno trdno snov.
Reaktivnost
Počasi reagira z vodo, vendar jo HCl hitro hidrolizira, da tvori berilijev klorid, BeCl 2 .
Berilij hidrid reagira s Lewisove baze, še posebej trimetilamin, N (CH 3 ) 3 , da se tvori dimerni adukt, pri premoščenih hidride.
Prav tako lahko reagira z dimetilaminom, da tvori trimerni berilijev diamid, 3 in vodik. Reakcija z litijevim hidridom, kjer H - ion je baza Lewisova, zaporedno tvori LIBeH 3 Li 2 beh 4 .
Prijave
Berilijev hidrid bi lahko predstavljal obetaven način shranjevanja molekularnega vodika. Ko se polimer razgradi, bo sproščal H 2 , ki bi služil kot raketno gorivo. S tem pristopom bi tridimenzionalna mreža shranila več vodika kot verige.
Podobno, kot je razvidno na sliki omrežja, so pore, ki bi omogočala H 2 molekule jih je treba namestiti .
V resnici nekatere študije simulirajo, kakšno bi bilo takšno fizično shranjevanje v kristalnem BeH 2 ; to je polimer, ki je izpostavljen ogromnemu tlaku, in kakšne bi bile njegove fizikalne lastnosti z različnimi količinami adsorbiranega vodika.
Reference
- Wikipedija. (2017). Berilijev hidrid. Pridobljeno: en.wikipedia.org
- Armstrong, DR, Jamieson, J. & Perkins, PG Theoret. Podloga Acta (1979) Elektronske strukture polimernega berilijevega hidrida in polimernega borovega hidrida. 51: 163. doi.org/10.1007/BF00554099
- Poglavje 3: Berilijev hidrid in njegovi oligomeri. Pridobljeno iz: shodhganga.inflibnet.ac.in
- Vikas Nayak, Suman Banger in UP Verma. (2014). Študija strukturnega in elektronskega obnašanja BeH 2 kot spojine za shranjevanje vodika: pristop Ab Initio. Konference v znanosti, vol. 2014, ID članka 807893, 5 strani. doi.org/10.1155/2014/807893
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. V Elementi 1. skupine (četrta izdaja). Mc Graw Hill.