- Chemická štruktúra
- BeH molekula
- BeH reťazce
- Za trojrozmerné siete
- vlastnosti
- Kovalentný charakter
- Chemický vzorec
- Fyzický vzhľad
- Rozpustnosť vo vode
- rozpustnosť
- Hustota
- reaktivita
- aplikácia
- Referencie
Hydrid berýlium je kovalentná zlúčenina vytvorený medzi kovovým berýlia a alkalické vodíka. Jeho chemický vzorec je Beh 2 , a je kovalentné, že sa neskladá z Be 2+ alebo H - ióny . Je to spolu s LiH jeden z najľahších hydridov kovov, ktorý je možné syntetizovať.
Vyrába sa spracovaním dimetyl berýlium, Be (CH 3 ) 2 , s lítiumalumíniumhydrid, LiAlH 4 . Avšak, najčistejšie Beh 2 sa získa z pyrolýzy di-terc-butylberyl, Be (C (CH 3 ) 3 ) 2, pri teplote 210 ° C,
Zdroj: Ben Mills, z Wikimedia Commons
Ako samostatná molekula v plynnom stave je lineárna v geometrii, ale v pevnom a kvapalnom stave polymerizuje v poliach trojrozmerných sietí. Je to amorfná tuhá látka za normálnych podmienok a pri veľkom tlaku sa môže zmeniť na kryštalickú a vykazuje kovové vlastnosti.
Predstavuje možný spôsob uskladnenia vodíka, buď ako zdroj vodíka pri rozklade, alebo ako plyn absorbujúci tuhé látky. Avšak Beh 2 je veľmi toxický a znečisťujúce vzhľadom k vysoko polarizačný povahu berýlia.
Chemická štruktúra
BeH molekula
Prvý obrázok ukazuje jednu molekulu hydridu berylia v plynnom stave. Všimnite si, že jeho geometria je lineárna, pričom atómy H sú od seba oddelené uhlom 180 °. Aby bolo možné túto geometriu vysvetliť, atóm Be musí mať hybridizáciu sp.
Berylium má dva valenčné elektróny, ktoré sú umiestnené v orbitále 2 s. Podľa teórie valenčných väzieb je jeden z elektrónov v orbitále 2 s energeticky povýšený na orbitál 2p; a v dôsledku toho môžete teraz vytvoriť dve kovalentné väzby s dvoma sp hybridnými orbitálmi.
A čo ostatné nebeské obežné dráhy? K dispozícii sú dva ďalšie čisté, nehybridizované 2p orbity. S nimi vyprázdnenie Beh 2 je elektrónovo deficitné zlúčeniny v plynnej forme; a preto, keď sa jeho molekuly ochladzujú a zhlukujú, kondenzujú a kryštalizujú do polyméru.
BeH reťazce
Zdroj: YourEyesOnly, z Wikimedia Commons
Keď beh 2 molekuly polymerizovať, okolité geometria Be atómu prestane byť lineárne a stáva štvorboká.
Skôr, štruktúra tohto polyméru bol modelovaný ako keby boli reťazce s BEH 2 jednotkami spojenými vodíkovými väzbami (horný obrázok, s guľou v bielej a sivasto tóny). Na rozdiel od vodíkových väzieb dipól-dipólových interakcií majú kovalentný charakter.
V mostíku Be-H-Be polyméru sú medzi tromi atómami rozdelené dva elektróny (väzba 3c, 2e), ktoré by sa teoreticky mali nachádzať s väčšou pravdepodobnosťou okolo atómu vodíka (pretože je viac elektronegatívny).
Na druhej strane je Be obklopený štyrmi H. dokáže relatívne naplniť svoje elektronické voľné miesto a dokončiť svoj valenčný oktet.
Tu sa teória valenčných väzieb bledne, aby poskytla relatívne presné vysvetlenie. Prečo? Pretože vodík môže mať iba dva elektróny a väzba -H- by zahŕňala štyri elektróny.
Tak, vysvetliť Be-H 2 -be mostíky (dve šedej gule, spojených dvoma bielymi guľou) iné komplexné modely väzby sú vyžadované, ako sú tie, ktoré poskytujú molekulárnej okružné teórie.
Bolo experimentálne zistené, že polymérne štruktúra BEH 2 nie je vlastne reťaz, ale trojrozmerná sieť.
Za trojrozmerné siete
Zdroj: Ben Mills, z Wikimedia Commons
Horný obrázok ukazuje časť trojrozmernej siete BEH 2 . Všimnite si, že žltkasté zelené gule, atómy Be, tvoria tetrahedrón ako v reťazci; Avšak, v tejto štruktúre existuje rad väčšie vodíkových väzieb, a okrem toho sa štruktúrny jednotka už nie je Beh 2 , ale BEH 4 .
Rovnaké konštrukčné jednotky BEH 2 a beh 4 ukazujú, že existuje väčšia hojnosť vodíkových atómov v mriežke (4 atómy H pre každú BE).
To znamená, že berylium v tejto sieti dokáže zabezpečiť svoju elektronickú neobsadenosť ešte viac ako v reťazcovej polymérnej štruktúre.
A ako je najviac zrejmé rozdielne tohto polyméru s ohľadom na individuálne BEH 2 molekule , je, aby bola nutne mať sp 3 hybridizácie (obvykle) vysvetliť štvorboké a nelineárny geometrie.
vlastnosti
Kovalentný charakter
Prečo je hydrid berýlia kovalentná a neiónová zlúčenina? Hydridy ostatných prvkov zo skupiny 2 (Pan Becamgbara) sú iónové, to znamená, že pozostávajú z pevných častíc, tvorených jedným M 2+ katión a dve hydridové aniónov H - (MGH 2 , CAH 2 , bah 2 ). Preto Beh 2 sa neskladá z Be 2+ alebo H - interakciu elektrostaticky.
Katión Be 2+ sa vyznačuje vysokou polarizačnou schopnosťou, ktorá deformuje elektronické oblaky okolitých atómov.
V dôsledku tohto skreslenia sú H - anióny nútené vytvárať kovalentné väzby; odkazy, ktoré sú základným kameňom práve vysvetlených štruktúr.
Chemický vzorec
BEH 2 alebo (BEH 2 ) n
Fyzický vzhľad
Bezfarebná amorfná tuhá látka.
Rozpustnosť vo vode
Rozkladá sa.
rozpustnosť
Nerozpustný v dietyléteri a toluéne.
Hustota
0,65 g / cm3 (1,85 g / l). Prvá hodnota sa môže vzťahovať na plynnú fázu a druhá na polymérnu tuhú látku.
reaktivita
To pomaly reaguje s vodou, ale je rýchlo hydrolyzuje za vzniku kyseliny chlorovodíkovej berýlium chlorid, BeCl 2 .
Berýlium hydrid reaguje s Lewisovým bázami, zvlášť trimetylamín, N (CH 3 ) 3 , za vzniku dimerizovaných aduktu, s mostíkmi hydridy.
Môže tiež reagovať s dimetylamínom za vzniku trimérneho diamidu berylia, 3 a vodíka. Reakciou s hydrid lítnym, kde H - ión je Lewisova báza, postupne vytvára ľúbi 3 a Li 2 BEH 4 .
aplikácia
Hydrid berýlia môže predstavovať sľubný spôsob ukladania molekulárneho vodíka. Ako sa polymér rozkladá, bolo by to uvoľniť H 2 , ktorý by slúžil ako raketové palivo. Z tohto prístupu by trojrozmerná sieť ukladala viac vodíka ako reťazce.
Rovnako tak, ako je možné vidieť na obrázku siete, sú póry, ktorý by umožnil H 2 molekuly, ktoré majú byť umiestnené .
V skutočnosti, niektoré štúdie simulovať čo také fyzickej úložiska by bolo ako v kryštalickej BEH 2 ; to znamená, že polymér je vystavený enormnému tlaku a aké by boli jeho fyzikálne vlastnosti s rôznymi množstvami adsorbovaného vodíka.
Referencie
- Wikipedia. (2017). Hydrid berýlia. Obnovené z: en.wikipedia.org
- Armstrong, DR, Jamieson, J. & Perkins, PG Theoret. Chim. Acta (1979) Elektronické štruktúry polymérneho hydridu berýlia a polymérneho hydridu boritého. 51: 163. doi.org/10.1007/BF00554099
- Kapitola 3: Hydrid berýlia a jeho oligoméry. Získané z: oblečhganga.inflibnet.ac.in
- Vikas Nayak, Suman Banger a UP Verma. (2014). Štúdium štruktúrneho a elektronického správania BeH 2 ako zlúčeniny na ukladanie vodíka: prístup Ab Initio. Conference Papers in Science, zv. 2014, ID článku 807893, 5 strán. doi.org/10.1155/2014/807893
- Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chémia. V Prvkoch skupiny 1. (Štvrté vydanie). Mc Graw Hill.