Хемијска структура, својства и употреба берилијум хидрида (БеХ2)

Тхе берилијум хидрид је ковалентно једињење формирано између берилијума и водоника земноалкалног метала. Његова хемијска формула је БеХ₂, и да је ковалентан, не састоји се од Бе иона²⁺ нор Х^-. То је, заједно са ЛиХ, један од најлакших металних хидрида који се могу синтетизовати.

Добија се третманом диметилберила, Бе (ЦХ₃)₂, са литијум алуминијум хидридом, ЛиАлХ₄. Међутим, БеХ₂ Најчишћи се добија из пиролизе ди-терц-бутилберилијума, Бе (Ц (ЦХ₃)₃)₂ на 210 ºЦ.

Као појединачни молекул у гасном стању, он је линеаран у геометрији, али у чврстом и течном стању се полимеризује у низовима тродимензионалних мрежа. Она је аморфна чврста материја под нормалним условима, и може постати кристална и показати метална својства под огромним притиском.

Представља могући метод складиштења водоника, било као извор водоника при разлагању, или као чврсти апсорбујући гас. Међутим, БеХ₂ Веома је токсичан и загађује обзиром на веома поларизујућу природу берилија.

Индек

• 1 Хемијска структура
  • 1.1 Молекула БеХ2
  • 1.2 Ланци БеХ2
  • 1.3 Тродимензионалне мреже БеХ2
• 2 Својства
  • 2.1 Ковалентни карактер
  • 2.2 Хемијска формула
  • 2.3 Физички изглед
  • 2.4 Растворљивост у води
  • 2.5 Растворљивост
  • 2.6 Густина
  • 2.7 Реактивност
• 3 Усес
• 4 Референце

Хемијска структура

БеХ молецуле₂

На првој слици може се видети појединачни молекул берилијум хидрида у гасовитом стању. Запазите да је њена геометрија линеарна, са атомима Х одвојеним један од другог под углом од 180º. Да би објаснио такву геометрију, атом Бе мора имати сп хибридизацију.

Берилијум има два валентна електрона, који се налазе у орбиталној 2с. Према теорији валентних веза, један од електрона 2с орбиталне енергије је енергично промовисан у орбиталу 2п; и као последица тога, она сада може да формира две ковалентне везе са две сп хибридне орбитале.

А шта је са осталим слободним орбиталима Бе? Две друге чисте 2п орбитале су доступне, нехибридизоване. Са њима празни, БеХ₂ то је недовољно једињење електрона у гасовитом облику; и стога, хлађењем и групирањем њихових молекула, оне се кондензују и кристализују у полимеру.

БеХ Цхаинс₂

Када БеХ молекула₂ полимеризацијом, околна геометрија Бе атома престаје да буде линеарна и постаје тетраедарска.

Претходно је структура овог полимера моделирана као да су ланци са БеХ јединицама₂ повезане водоничним мостовима (горња слика, са сферама у белим и сивим тоновима). За разлику од водоничних веза дипол-диполних интеракција, оне имају ковалентни карактер.

У Бе-Х-Бе мосту полимера, два електрона су расподељена између три атома (линк 3ц, 2е), који се теоретски мора налазити вјероватније око атома водика (јер је више електронегативан).

С друге стране, Бе окружена са четири Х успева да попуни релативно своје електронско радно место, довршавајући свој валентни октет.

Овде теорија валентних веза нестаје да би дала релативно тачно објашњење. Зашто? Зато што водоник може имати само два електрона, а -Х-веза би укључивала учешће четири електрона.

Дакле, да објасним Бе-Х мостове₂-Бе (две сиве сфере повезане двема белим сферама) захтевају друге сложене моделе везе, као што су оне које обезбеђује молекуларна орбитална теорија..

Експериментално је утврђено да је полимерна структура БеХ₂ То није заправо ланац, већ тродимензионална мрежа.

Тродимензионалне мреже БеХ₂

Горња слика приказује дио тродимензионалне БеХ мреже₂. Треба приметити да жућкасто зелене сфере, атоми Бе, формирају тетраедар као у ланцу; међутим, у овој структури постоји већи број водоничних мостова, а поред тога, структурна јединица више није БеХ₂ али БеХ₄.

Исте структурне јединице БеХ-а₂ и БеХ₄ они указују да у мрежи постоји већа количина водоникових атома (4 Х атома за сваку Бе).

То значи да берилијум у овој мрежи успева да попуни своје електронско радно место чак и више него у структури полимера налик ланцу..

И као најочигледнија разлика овог полимера у односу на појединачни молекул БеХ₂, је да Бе мора нужно имати сп хибридизацију³ (Обично) за објашњење тетраедарске и нелинеарне геометрије.

Пропертиес

Ковалентни карактер

Зашто је берилијум хидрид ковалентно и нејонско једињење? Хидриди осталих елемената групе 2 (г. Бецамгбара) су ионски, тј. Они се састоје од чврстих материја формираних са М катионом.²⁺ и два хидридна аниона Х^- (МгХ₂, ЦаХ₂, БаХ₂). Дакле, БеХ₂ Не састоји се од Бе²⁺ нор Х^- интеракција електростатички.

Тхе цатион Бе²⁺ одликује се великом поларизујућом снагом која искривљује електронске облаке околних атома.

Као резултат ове дисторзије, Х аниони^- присиљени су да формирају ковалентне везе; везе, које су камен темељац управо објашњених структура.

Хемијска формула

БеХ₂ или (БеХ₂) н

Физички изглед

Безбојна аморфна чврста супстанца.

Растворљивост у води

Пада.

Растворљивост

Нетопиво у диетил етру и толуену.

Густина

0.65 г / цм3 (1.85 г / Л). Прва вредност може се односити на гасну фазу, а друга на полимерну чврсту супстанцу.

Реактивност

Полако реагује са водом, али се брзо хидролизује са ХЦл да би се добио берилијум хлорид, БеЦл₂.

Берилијум хидрид реагује са Левис базама, посебно триметиламином, Н (ЦХ)₃)₃, да формира димерни адукт, са мостовим хидридима.

Такође, може реаговати са диметиламином да би се формирао тримерни берилијум-диамид, [Бе (Н (ЦХ₃)₂)₂]₃ и водоник. Реакција са литијум хидридом, где је ион Х^- је база Левиса, формира се секвенцијално ЛИБеХ₃ и Ли₂БеХ₄.

Усес

Берилијум хидрид може представљати обећавајући начин за складиштење молекуларног водоника. Разлагањем полимера, ослобађа се Х₂, који би служили као ракетно гориво. Из овог приступа, тродимензионална мрежа би складиштила више водоника него ланци.

Такође, као што се може видети на слици мреже, постоје поре које би омогућиле хостовање Х молекула.₂.

У ствари, неке студије симулирају каква би била физичка похрана у БеХ₂ цристаллине то јест, полимер подвргнут огромним притисцима, и које би биле његове физичке особине са различитим количинама адсорбованог водоника.

Референце

1. Википедиа. (2017). Берилијумов хидрид. Преузето са: ен.википедиа.орг
2. Армстронг, Д.Р., Јамиесон, Ј. & Перкинс, П.Г. Тхеорет. Цхим. Ацта (1979) Електронске структуре полимерног берилијум хидрида и полимерног бор хидрида. 51: 163. дои.орг/10.1007/БФ00554099
3. Поглавље 3: Берилијум хидрид и његови олигомери. Преузето са: сходхганга.инфлибнет.ац.ин
4. Викас Наиак, Суман Бангер и У. П. Верма. (2014). Студија структурног и електронског понашања БеХ₂ као складиште за складиштење водоника: Аб инитио приступ. Цонференце Паперс ин Сциенце, вол. 2014, Идентификациони број 807893, 5 страна. дои.орг/10.1155/2014/807893
5. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија У елементима групе 1. (Четврто издање). Мц Грав Хилл.