Образование гидридов щелочноземельных металлов

Время на чтение: 21 минута

Типы и классификация

Вещества, созданные водородом с металлами и неметаллами многобразны. В зависимости от характера полученного соединения, выделяют:

• Простые гидриды — бинарные, в них только 2 элемента, они встречаются чаще всего.
• Со многими переходными металлами (элементы р-подгруппы) водород образует ко́мплексные соединения. Ко́мплексные гидриды металлов (к примеру, боро- или алюмогидриды) вместо атома водорода, имеют алюмогруппу (AlH4) или борогруппу (BH4). Из них натрийборогидрид Na (BH4) и литийалюмогидрид Li (AlH4), будучи сильными восстановителями, нашли применение в лабораторной практике. Кроме этого, Na (BH4) используют для отбеливания бумаги.
• И также есть гидриды интерметаллидов (пример: TiAl или Ti3Al, алюминид титана), в кристаллических решётках которых водород просто растворяется, аккумулируется.

У разных химических элементов строение атомов и молекул отличается. Соответственно, связи в образованных гидридах тоже неодинаковы. Классификация по виду связи определяет полученные вещества, как:

• металлоподобные;
• ионные (солеобразные);
• ковалентные.

Бинарные соединения самые распространённые, есть у всех элементов. Исключения здесь металлы платиновой группы (платиноиды), Au, Ag, Hg, Ti, Cd, In, а также благородные газы. Между этими веществами нет чётко выраженных границ, деление по характеру связи для них немного условно.

К металлическим принадлежат соединения водорода с переходными металлами и редкоземельными элементами. Это, скорее, раствор неметалла в металле, с внедрением атомов в кристаллическую решётку. Характерно для них следующее:

• В основном такие гидриды являются бертоллидами, состав их зависит от способа получения, непостоянен, законам постоянных и кратных отношений не подчиняется.
• В формулах для них указывают предельное содержание водорода.
• В отличие от прочих, они сохраняют исходную металлическую решётку.
• Их вид и физические свойства соответствуют металлам, с которыми они образованы.
• Имеют характе́рный металлический блеск, взаимодействуют с H2O (в жидком или газообразном состоянии), кислородом, при нормальных условиях, но медленно.
• Как и металлы, обладают значительной теплопроводностью и проводимостью.
• При нагревании распадаются на водород и исходный металл.

Образуются в процессе адсорбции водорода на металлической поверхности, диссоциации H2 и диффузного проникновения атомов в металлическую решётку. Поглощение обратимо, но химические связи весьма крепкие.

От металлоподобных, через гидриды меди (CuH, водородистая медь), цинка, ZnH2, водородистый цинк и им подобных, осуществляется переход к полимерам.

Это химические вещества со сложной структурой, в которой присутствуют цепи и полиэдры. Твёрдые, устойчивые, с кристаллическим строением (полимерные гидриды лёгких металлов стабильнее всего), данные соединения распадаются при нагреве на составляющие элементы.

От них, через гидриды бора и галлия — к водородным соединениям с неметаллами. В них водород имеет степень окисления +1.

Соединения с ионным типом связи

Их образует водород с металлами 1А и 2А групп, кроме Mg, а также с Al. Они отчасти показывают свойства соответствующих галогенидов, откуда и появилось второе наименование — солеобразные.

Это химические соединения, такие как гидрид натрия (NaH), кальция (CaH2), лития, с формулой LiH, другие. Для них характерно:

• Получают при высокой температуре и под давлением.
• В этих соединениях, проявляющих, как правило, щелочные свойства, у водорода степень окисления -1. С металлами 1А и 2А групп, такими, как Na, Li, Be, K, Rb, Sr он выступает окислителем, подобно галогенам. Например, гидрид натрия, с химической формулой NaH — в этом соединении ион водорода имеет отрицательный заряд.
• Это кристаллические вещества белого цвета, с ионной решёткой, структура подобна строению соответствующего галогенида.
• При нормальных условиях устойчивы.
• Распад на металл и водород при нагреве, минуя этап плавления (исключением является LiH, его температура плавления 688 градусов Цельсия).
• В расплаве — хорошие проводники, при этом на аноде будет выделяться H2.
• Вспыхивают при растирании на воздухе.
• Все являются сильными восстановителями. Применяются для получения чистых металлов из солей и оксидов, для удаления окалины, коррозии.
• Реагируют с оксидом углерода, формируют соли муравьиной кислоты (формиаты).
• Как и соли, могут участвовать в обменных реакциях, гидролизе.

Солеобразными бывают не только бинарные (простые) соединения водорода. Дигидриды, образуемые добавлением групп бора (BH4) или алюминия (AlH4) к металлу, также имеют ионный тип связи.

Окислительная активность водорода небольшая по сравнению с галогенами. Дополнительный электрон он отдаёт с трудом, при нагреве (реакция проходит с поглощением тепла). Это и обусловливает различие между свойствами ионных гидридов и галогенидов.

По химической природе такие соединения ведут себя как основные. Ионные гидриды обладают высокой химической активностью. Они бурно реагируют с кислородом и H2O в парообразном состоянии.

Но выраженный ионный характер — свойство, проявляемое соединениями кальция, натрия, щелочных и щёлочноземельных элементов. На них проще всего и нагляднее можно показать химию взаимодействий этих веществ:

• С водой: 2NaH + H2O = 2NaOH + H2O.
• С кислородом: NaH + O2 = NaO + H2O.
• Реакция разложения: CaH2 = Ca + H2.
• С оксидами углерода: NaH + CO2 = NaCOOH.
• Кремния: 4NaH + 3SiO2 = 2Na2SiO3 + Si + 2H2.
• Металлов: 4NaH + Fe3O4 = 4NaOH + 3Fe.
• Восстановление: 2NaH + 2SO2 = Na2SO4 + H2S.
• С аммиаком: NaH + NH3 = NaNH2 + H2.
• С кислотами: 2NaH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2.
• Со спиртами: KH + HO-R = KOR + H2.

По свойствам и природе связи промежуточное положение между ионными и ковалентными занимает гидрид магния, с формулой MgH2.

Соли и оксиды калия, кальция, меди и других щелочных и щёлочноземельных металлов образуют с гидридом кислорода (водой) ещё один вид соединений — дигидраты. Это соли серной кислоты (сульфаты), галогениды, оксиды плюс 2 присоединённых молекулы H2O. Формула алебастра — Ca5O4 плюс 2H2O, гипс — CaSO4 плюс 2H2O, в природе они не редкость.

Гидросульфид натрия, NaHS, образует не только дигидрат, NaHS плюс 2H2O, но и тригидрат, с присоединением 3H2O.

Когда связь ковалентна

Это соединения, в которых степень окисления водорода +1, как правило, газы, летучие жидкости. Их водород даёт с неметаллами, а также с германием, алюминием, бериллием, оловом, мышьяком, сурьмой — элементами 4, 5, 6 и 7 групп периодической системы. И также ковалентную связь имеют соединения водорода и бора.

Это могут быть вещества простые, бинарные, такие как метан (CH4), силан (формула SiH4). Сложные тоже имеются, с длинными цепями, многоатомные молекулы — они образуются водородом с кремнием, бором, германием.

Многие из них неустойчивы, так гидрид олова (SnH4) распадается уже при комнатной температуре, а гидрид свинца недолго существует и при отрицательных температурах. Самый простой гидрид бора не существует в природных условиях вообще.

Отличительные свойства:

• Все сильные восстановители, степень окисления водорода +1.
• Проявляют кислотные, а также амфотерные свойства.
• Агрегатное состояние — газ или летучая жидкость, исключения тут гидрид кислорода (вода), азота, фтороводород (плавиковая кислота), те, в которых молекулы полярны и возникает водородная связь. Последние существуют, как нелетучая жидкость или в твёрдом состоянии.
• Электронодефицитные виды, получаемые с элементами главной подгруппы 3 группы, например, гидрид алюминия AlH3 или бериллия, химическая формула BeH2, очень активны и образуют многоатомные, длинные полимерные цепи, с больши́м весом. Такие полимеры — твёрдые вещества.
• При нагреве легко и практически необратимо, разлагаются на элемент и водород H2. Требуется температура от 100 до 300 градусов по Цельсию (для гидрида серы H2S — порядка 400 градусов).
• Чаще всего они имеют высокую токсичность.
• Характерна высокая химическая активность, реакционная способность.
• Получить можно непосредственным взаимодействием элементов, разложением металлических соединений водой, кислотой, восстановлением галогенидов гидридами бора, алюминия, щелочных металлов.
• Высшие гидриды германия, кремния, с общей химической формулой EnH2n+2 — это полимеры, их стабильность тем ниже, чем больше атомный вес и количество атомов элемента.
• Принадлежащие к s-подгруппе хорошо растворяются в воде и проявляют кислотные свойства. Прочие — в незначительной мере, свойства у них основные. Все хорошо растворимы в неполярных органических растворителях.
• При взаимодействии с водой (H2O), выделяется чистый водород (H2) и оксид, с общей химической формулой EO2.

Тяжёлые элементы дают соединения с небольшой устойчивостью.

За счёт водородных связей и способности к донорно-акцепторному взаимодействию, вода (H2O), плавиковая кислота (HF), аммиака (NH3), а частично HCl и H2S, хорошие растворители.

Химические вещества, образованные двумя или более металлов, такие как FeTi, Ca2Ru, Mg2Ni — это интерметаллические соединения. Они хорошо поглощают водород и соединяясь с ним дают гидриды-интерметаллиды.

Содержат атомы железа, магния, меди, кальция, титана, алюминия, редкоземельные элементы. Их легко получить даже с H2 нехимическим (для технических нужд, до 2% примесей). Применяют для хранения водорода и аккумуляторных батарей.

У гидридов много областей применения. Особенно широко используют NaH. С его помощью удаляют термическую окалину с металлов, производят добавки, повышающие октановое число бензина, катализаторы полимеризации. Он необходим при производстве красителей, моющих средств, в качестве мощного восстановителя применяется в металлургии.

В органической химии комплексные водородные соединения применяют уже более 50 лет, для получения особо чистых химических элементов. В химии алкалоидов также широко используют комплексные гидриды металлов. Без них не обходится производство металлокерамики, дегазаторов, многих фармакологических средств.

Азот с водородом образует аммиак, кислород — воду, сера даёт сероводород, в природе постоянно идёт синтез подобных веществ. С миром химии человек пересекается постоянно. Поэтому знания о наиболее распространёных веществах принесут пользу каждому.

Свойства, типы, номенклатура и примеры гидридов / химия

 гидрид водород в своей анионной форме (H-) или соединения, которые образуются из комбинации химического элемента (металлического или неметаллического) с водородным анионом. Из известных химических элементов водород является самой простой структурой, потому что когда он находится в атомном состоянии, в его ядре есть протон и электрон.

Несмотря на это, водород обнаруживается только в его атомной форме в условиях довольно высоких температур. Другой способ распознавания гидридов состоит в том, когда наблюдается, что один или несколько центральных атомов водорода в молекуле имеют нуклеофильное поведение в качестве восстановителя или даже в качестве основания..

Таким образом, водород обладает способностью объединяться с большинством элементов таблицы Менделеева с образованием различных веществ..

индекс

• 1 Как образуются гидриды?
• 2 Физико-химические свойства гидридов
• 3 Гидрида металла
• 4 неметаллических гидрида
• 5 Номенклатура как они названы?
• 6 примеров
  • 6.1 Гидриды металлов
  • 6.2 Неметаллические гидриды
• 7 ссылок

Как образуются гидриды?

Гидриды образуются, когда водород в его молекулярной форме связан с другим элементом — либо металлического, либо неметаллического происхождения — непосредственно путем диссоциации молекулы с образованием нового соединения..

Таким образом, водород образует связи ковалентного или ионного типа, в зависимости от типа элемента, с которым он соединен. В случае ассоциации с переходными металлами образуются межузельные гидриды с физическими и химическими свойствами, которые могут сильно варьироваться от одного металла к другому..

Существование гидридных анионов в свободной форме ограничено применением экстремальных условий, которые не возникают легко, поэтому в некоторых молекулах правило октета не соблюдается.

Возможно, что другие правила, связанные с распределением электронов, не приводятся, поскольку для объяснения образования этих соединений необходимо применять выражения связей нескольких центров..

Физико-химические свойства гидридов

С точки зрения физических и химических свойств можно сказать, что характеристики каждого гидрида зависят от типа связи, которая осуществляется.

Например, когда гидридный анион связан с электрофильным центром (обычно это ненасыщенный атом углерода), образующееся соединение ведет себя как восстановитель, применение которого очень широко распространено в химическом синтезе..

Напротив, в сочетании с такими элементами, как щелочные металлы, эти молекулы реагируют со слабой кислотой (кислотой Бренстеда) и ведут себя как сильные основания, выделяя газообразный водород. Эти гидриды очень полезны в органическом синтезе.

Затем наблюдается, что природа гидридов очень разнообразна, способна образовывать дискретные молекулы, твердые вещества ионного типа, полимеры и многие другие вещества..

По этой причине они могут быть использованы в качестве осушителей, растворителей, катализаторов или промежуточных соединений в каталитических реакциях. У них также есть многократное использование в лабораториях или отраслях промышленности для различных целей.

Гидриды металлов

Существует два типа гидридов: металлический и неметаллический..

Металлические гидриды — это те бинарные вещества, которые образуются в результате сочетания металлического элемента с водородом, обычно электроположительного, такого как щелочная или щелочно-земельная, но также включают промежуточные гидриды..

Это единственный тип реакции, в котором водород (степень окисления которого обычно равна +1) имеет дополнительный электрон на своем внешнем уровне; то есть его валентное число преобразуется в -1, хотя природа связей в этих гидридах не была полностью определена несоответствием ученых предмета.

Гидриды металлов обладают некоторыми свойствами металлов, такими как их твердость, проводимость и яркость; но в отличие от металлов гидриды обладают определенной хрупкостью, и их стехиометрия не всегда соответствует весовым законам химии.

Неметаллические гидриды

Этот тип гидрида возникает в результате ковалентной связи между неметаллическим элементом и водородом, так что неметаллический элемент всегда имеет самую низкую степень окисления, чтобы генерировать один гидрид с каждым.

Также установлено, что соединения этого типа по большей части газообразны в стандартных условиях окружающей среды (25 ° С и 1 атм). По этой причине многие неметаллические гидриды имеют низкие точки кипения из-за сил Ван-дер-Ваальса, которые считаются слабыми.

Некоторые гидриды этого класса представляют собой дискретные молекулы, другие принадлежат к группе полимеров или олигомеров, и даже водород, который прошел процесс хемосорбции на поверхности, может быть включен в этот список..

Номенклатура, как они названы?

• Чтобы написать формулу гидридов металлов, начните с написания металла (символ металлического элемента), за которым следует водород (MH, где М — металл).
• Называть их начинается со слова гидрид, за которым следует название металла («М гидрид»), поэтому LiH читается как «гидрид лития», CaH2 на нем написано «гидрид кальция» и так далее.
• В случае неметаллических гидридов, противоположное написано для металлических гидридов; то есть начинается с записи водорода (его символа), полученного неметаллом (НХ, где Х — неметалл).
• Чтобы назвать их, начните с названия неметаллического элемента и добавьте суффикс «уро», заканчивающийся словами «водород» («X-uro de водород»), поэтому HBr читается как «бромистый водород», H2S читает «сероводород» и так далее.

примеров

Существует много примеров гидридов металлов и неметаллов с различными характеристиками. Вот некоторые из упомянутых:

Гидриды металлов

1. — LiH (гидрид лития).
2. — NaH (гидрид натрия).
3. — KH (гидрид калия).
4. — CsH (гидрид цезия).
5. — RbH (гидрид рубидия).
6. — Бех2 (Гидрид бериллия).
7. — MgH2 (гидрид магния).
8. — CaH2 (гидрид кальция).
9. — WRS2 (гидрид стронция).
10. — ба2 (гидрид бария).
11. — AlH3 (гидрид алюминия).
12. — SrH2 (гидрид стронция).
13. — MgH2 (гидрид магния).
14. — CaH2 (гидрид кальция).

Неметаллические гидриды

• — HBr (бромистый водород).
• — HF (фтористый водород).
• — HI (йодистый водород).
• — HCl (хлористый водород).
• — H2S (сероводород).
• — H2Те (теллурид водорода).
• — H2Se (селенид водорода).

ссылки

1. Wikipedia. (2017). Wikipedia. Получено с en.wikipedia.org
2. Чанг, Р. (2007). Химия. (9-е изд). McGraw-Hill.

Гидриды | это… Что такое Гидриды?

• гидриды — Соединения водорода с металлами и менее электроотрицательными элементами (неметаллами). Различают простые (бинарные) г.; комплексные, напр. алюминогидриды У(АlН4), Са(АlH4)2 и т.п., борогидриды Аl(ВН4), Zr(BH4), Са(ВН4) и др. и г. интерметаллидов …   Справочник технического переводчика
• ГИДРИДЫ — химические соединения водорода с другими элементами. Восстановители. Некоторые гидриды промежуточные продукты при получении особо чистых элементов (кремния, германия). См., напр., Алюмогидриды, Борогидриды металлов …   Большой Энциклопедический словарь
• Гидриды — [hydrides] соединения водорода с металлами и менее электроотрицательными элементами (неметаллами). Различают простые (бинарные) гидриды; комплексные, например, алюминогидриды Li(АlH4), Са(АlH4)2 и т. п., борогидриды Al(ВH4), Zr(ВH4), Са(ВH4) и др …   Энциклопедический словарь по металлургии
• ГИДРИДЫ — соединения водорода с металлами или менее электроотрицательными, чем водород, неметаллами. Иногда к Г. относят соед. всех хим. элементов с водородом. Различают простые, или бинарные, Г., комплексные (см., напр., Алюмогидриды, Борогидриды металлов …   Химическая энциклопедия
• гидриды — химические соединения водорода с другими элементами. Восстановители. Некоторые гидриды  промежуточные продукты при получении особо чистых элементов (кремния, германия). См., например, Алюмогидриды, Борогидриды металлов. * * * ГИДРИДЫ ГИДРИДЫ,… …   Энциклопедический словарь
• гидриды — (гидр(огениум) гр. eidos вид) хим. соединения водорода с другими элементами; примен. во многих областях техники. Новый словарь иностранных слов. by EdwART, , 2009. гидриды [гр. вода + вид] – хим. водородистые металлы; соединения водорода с… …   Словарь иностранных слов русского языка
• Гидриды —         соединения водорода с другими элементами. В зависимости от характера связи водорода различают три типа Г.: ионные, металлические и ковалентные.          К ионным (солеобразным) Г. относятся Г. щелочных и щёлочноземельных металлов. Это… …   Большая советская энциклопедия
• гидриды — мн. Химические соединения водорода с каким либо другим элементом. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой
• ГИДРИДЫ — соединение водорода с металлами и нек рыми неметаллами. Г. применяют для получения особо чистых элементов (напр., кремния, германия), как восстановители и катализаторы в органич. синтезе (Г. лития и натрия), для хранения и транспортирования… …   Большой энциклопедический политехнический словарь
• ГИДРИДЫ — хим. соединения водорода с др. элементами. Восстановители. Нек рые Г. промежуточные продукты при получении особо чистых элементов (кремния, германия). См., напр., Алюмогидриды, Борогидриды металлов …   Естествознание. Энциклопедический словарь

II группа главная подгруппа Периодической таблицы Менделеева (щелочноземельные металлы)

• К щелочноземельным металлам относят химические элементы: двувалентные металлы, составляющие IIА группу:
• Бериллий Be 
• магний Mg
• кальций Ca,
• стронций Sr,
• барий Ba и
• радий Ra. 
• Хотя бериллий Be по свойствам больше похож на алюминий, а магний Mg проявляет некоторые свойства щелочноземельных металлов, но в целом отличается от них.
• Все щелочноземельные металлы — вещества серого цвета и гораздо более твердые, чем щелочные металлы.

Бериллий Be устойчив на воздухе. Магний и кальций (Mg и Ca) устойчивы в сухом воздухе. Стронций Sr и барий Ba хранят под слоем керосина.

От Be к Ra (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение:

• атомного радиуса,
• металлических, основных, восстановительных свойств,
• реакционной способности.

Уменьшается

• электроотрицательность,
• энергия ионизация,
• сродство к электрону.

1. Электронные конфигурации у данных элементов схожи, все они содержат 2 электрона на внешнем уровне ns2:
2. Be — 2s2
3. Mg —3s2
4. Ca — 4s2
5. Sr — 5s2
6. Ba — 6s2
7. Ra — 7s2

Как правило, щелочноземельные металлы в природе присутствуют в виде минеральных солей: хлоридов, бромидов, йодидов, карбонатов, нитратов и др. 

Основные минералы, в которых присутствуют щелочноземельные металлы:

Магний

• Магний получают электролизом солей, чаще всего хлоридов: расплавленного карналлита (KCl·MgCl26H2O) или хлорида магния с добавками хлорида натрия при 720–750°С:

MgCl2 → Mg + Cl2

• восстановлением прокаленного доломита в электропечах при 1200–1300°С:

• 2(CaO · MgO) + Si → 2Mg + Ca2SiO4
• Кальций
• Кальций получают электролизом расплавленного хлорида кальция с добавками фторида кальция:
• CaCl2 → Ca + Cl2
• Барий
• Барий получают алюмотермическим способом —  восстановление оксида бария алюминием в вакууме при 1200 °C:
• 4BaO+ 2Al → 3Ba + Ba(AlO2)2

Качественные реакции

• Окрашивание пламени солями щелочных металлов

Цвет пламени:

1. Ca — кирпично-красный
2. Sr — карминово-красный (алый)
3. Ba — яблочно-зеленый

• Взаимодействие с веществами:

• С кислородом
• С кислородом взаимодействуют при нагревании с образованием оксидов
• 2Сa + O2 → 2CaO
• Видео Горение кальция
• С галогенами
• (F, Cl, Br, I)
• Щелочноземельные металлы реагируют с галогенамипри нагревании с образованием галогенидов .
• Сa + Cl2→ 2СaCl2
• С водородом
• Щелочноземельные металлы реагируют с водородом при нагревании с образованием гидридов:
• Сa + H2 СaH2 
• Бериллий с водородом не взаимодействует.
• Магний реагирует только при повышенном давлении:
• Mg + H2 → MgH2
• С серой
• Щелочноземельные металлы при нагревании взаимодействуют с серой с образованием сульфидов сульфидов:
• Сa + S  СaS
• Ca + 2C → CaC2 (карбиды)
• С азотом
• При комнатной температуре с азотом взаимодействует только магний с образованием нитрида:
• 6Mg + 2N2 → 2Mg3N2
• Остальные щелочноземельные металлы реагируют с азотом при нагревании.
• С углеродом
• Щелочноземельные металлы реагируют с углеродом с образованием карбидов, преимущественно ацетиленидов:
• Ca + 2C → CaC2
• Бериллий при нагревании с углеродом с образует карбид — метанид:
• 2Be + C → Be2C
• С фосфором
• Щелочноземельные металлы при нагревании взаимодействуют с фосфором с образованием фосфидов:
• 3Сa + 2P  Сa3 P2

Взаимодействие со сложными веществами

1. С водой
2. Кальций, стронций и барий взаимодействуют с водой при комнатной температуре с образованием щелочи и водорода:
3. Sr + 2H2O → Sr(OH)2 + H2↑,
4. Магний реагирует с водой при кипячении, а бериллий с водой не реагирует.

5. С кислотами

• С растворами HCl, H2SO4, H3PO4 щелочноземельные металлы взаимодействуют с образованием соли и выделением водорода:Са + H2SO4(разб)= СаSO4 + H2

• С кислотами-окислителями (HNO3 и конц. H2SO4):

• с концентрированной серной:
• 4Ca + 10H2SO4(конц) → 4CaSO4 + H2S↑ + 5H2O;
• с разбавленной и концентрированной азотной:
• 4Sr + 10HNO3(конц) → 4Sr(NO3)2 + N2O +5H2O
• С водными растворами щелочей
•  В водных растворах щелочей растворяется только бериллий:
• Be + 2NaOH + 2H2O → Na2[Be(OH)4] + H2
• С солями
• В расплаве щелочноземельные металлы могут взаимодействовать с некоторыми солями:
• Ca + CuCl2 → CaCl2 + Cu

Запомните! В растворе щелочноземельные металлы взаимодействуют с водой, а не с солями других металлов.

1. С оксидами
2. Щелочноземельные металлы могут восстанавливать из оксидов такие неметаллы как кремний, бор, углерод:
3. 2Ca + SiO2 → 2CaO + Si
4. Магний сгорает в атмосфере углекислого газа с образованием оксида магния и сажи (С):
5. 2Mg + CO2 → 2MgO + C

ГИДРИ́ДЫ

Авторы: А. И. Жиров

ГИДРИ́ДЫ, хи­мич. со­еди­не­ния во­до­ро­да с ме­нее элек­тро­от­ри­ца­тель­ны­ми эле­мен­та­ми. Наи­бо­лее рас­про­стра­нён­ные би­нар­ные Г. по ти­пу хи­мич. свя­зи раз­де­ля­ют на ион­ные, ко­ва­лент­ные и ме­тал­ло­по­доб­ные.

Ион­ные Г. об­ра­зу­ют ще­лоч­ные и щёлоч­но­зе­мель­ные ме­тал­лы (напр., NaH, CaH2); пред­став­ля­ют со­бой твёр­дые ве­ще­ст­ва с кри­стал­лич. ре­шёт­кой, со­дер­жа­щей ка­ти­он ме­тал­ла и гид­рид-ани­он Н–. Тер­ми­че­ски не­ус­той­чи­вы, об­ла­да­ют вы­со­кой хи­мич.

ак­тив­но­стью, силь­ные вос­ста­но­ви­те­ли; реа­ги­ру­ют с га­ло­ге­ни­да­ми или гид­ри­да­ми Al и В, об­ра­зуя ком­плекс­ные Г. (см. Алю­мо­гид­ри­ды ме­тал­лов, Бо­ро­гид­ри­ды ме­тал­лов). Ион­ные Г.

по­лу­ча­ют взаи­мо­дей­ст­ви­ем рас­плав­лен­ных ме­тал­лов с во­до­ро­дом. При­ме­ня­ют в ка­че­ст­ве вос­ста­но­ви­те­лей (напр.

, для по­лу­че­ния ме­тал­лов из их ок­си­дов или га­ло­ге­ни­дов, уда­ле­ния ока­ли­ны с по­верх­но­сти из­де­лий из ста­ли или из ту­го­плав­ких ме­тал­лов), в ка­че­ст­ве ис­точ­ни­ка во­до­ро­да, как ра­кет­ное то­п­ли­во.

Ко­ва­лент­ные мо­ле­ку­ляр­ные Г. об­ра­зу­ют не­ме­тал­лы, а так­же Al, Be, Sn, Sb, As, Te, Ge; мо­гут быть га­за­ми или ле­ту­чи­ми жид­ко­стя­ми; элек­тро­но­де­фи­цит­ные Г. (напр., AlH3, BeH2) об­ра­зу­ют по­ли­мер­ные струк­ту­ры и яв­ля­ют­ся твёр­ды­ми ве­ще­ст­ва­ми.

Не­ко­то­рые эле­мен­ты (напр., В, Si, Р) об­ра­зу­ют зна­чит. чис­ло со­еди­не­ний с во­до­ро­дом, со­дер­жа­щих связь эле­мент – эле­мент (см. Бо­ро­во­доро­ды, Си­ла­ны, Фос­фи­ны). Ко­ва­лент­ные Г.

тер­ми­че­ски не­ус­той­чи­вы, об­ла­да­ют вы­со­кой ре­ак­ци­он­ной спо­соб­но­стью, силь­ные вос­ста­но­ви­те­ли, мн. ток­сич­ны. Их по­лу­ча­ют об­мен­ны­ми ре­ак­ция­ми ме­ж­ду га­ло­ге­ни­да­ми со­от­вет­ст­вую­щих эле­мен­тов и ион­ны­ми (гл. обр. LiH) или ком­плекс­ны­ми Г.

SiH4, GeH4, AsH3 ис­поль­зу­ют для по­лу­че­ния по­лу­про­вод­ни­ко­вых плё­ноч­ных по­кры­тий, РН3, В2Н6 – за­щит­ных по­кры­тий на по­верх­но­сти ме­тал­лов.

К ме­тал­ло­по­доб­ным от­но­сят Г. пе­ре­ход­ных ме­тал­лов и РЗЭ; пред­став­ля­ют со­бой кри­стал­лич. ве­ще­ст­ва с ме­тал­лич. бле­ском. Име­ют не­сте­хио­мет­ри­че­ский со­став и мо­гут рас­смат­ри­вать­ся как твёр­дые рас­тво­ры вне­дре­ния во­до­ро­да в ме­талл. Об­ла­да­ют вы­со­ки­ми те­п­ло- и элек­тро­про­вод­но­стью.

Их по­лу­ча­ют взаи­мо­дей­ст­ви­ем ме­тал­лов с во­до­ро­дом (как пра­ви­ло, при зна­чит. по­вы­ше­нии дав­ле­ния). Ме­ха­низм об­ра­зо­ва­ния ме­тал­ло­по­доб­ных Г. вклю­ча­ет ад­сорб­цию мо­ле­ку­ляр­но­го во­до­ро­да на по­верх­но­сти ме­тал­ла, дис­со­циа­цию Н2 на ато­мы и диф­фу­зию ато­мов Н в кри­стал­лич. ре­шёт­ку ме­тал­ла. Ме­тал­ло­по­доб­ные Г.

ши­ро­ко ис­поль­зу­ют в ка­че­ст­ве ка­та­ли­за­то­ров про­цес­сов гид­ри­ро­ва­ния – де­гид­ри­ро­ва­ния (гл. обр. Г. Ni, Pd, Pt). При взаи­мо­дей­ст­вии во­до­ро­да с ин­тер­ме­тал­лич. со­еди­не­ния­ми (напр., TiFe, LaNi5) мож­но по­лу­чить Г. ин­тер­ме­тал­ли­дов (напр., TiFeH2, LaNi5H6,7), ко­то­рые с вы­со­кой ско­ро­стью об­ра­ти­мо по­гло­ща­ют во­до­род при ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии.

Г. ме­тал­лов и ин­тер­ме­тал­ли­дов при­ме­ня­ют как гид­рид­ные ак­ку­му­ля­то­ры во­до­ро­да.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 2

Это соли, не растворимые в органических растворителях, реагирующие с водой с образованием газообразного водорода.

Однако гидриды щелочноземельных металлов менее активны, чем гидриды щелочных металлов.

РЎ ростом атомного веса металла реакционная способность РіРёРґСЂРёРґРѕРІ щелочноземельных металлов увеличивается.  [16]

Наиболее устойчивым среди гидридов щелочных металлов является гидрид лития LiH.

В этом отношении он близок гидридам щелочноземельных металлов, которые значительно более устойчивы, чем гидриды щелочных металлов.

Гидрид лития легко получается РїСЂРё пропускании РІРѕРґРѕСЂРѕРґР° над слабо нагретым литием, находящимся РІ железной лодочке.  [17]

Р’ отсутствие избытка РІРѕРґРѕСЂРѕРґР° РІСЃРµ РѕРЅРё разлагаются РЅР° элементы еще РґРѕ достижения температур плавления. Напротив, LiH РїРѕ устойчивости превосходит даже РіРёРґСЂРёРґС‹ щелочноземельных металлов ( XII В§ 3 РґРѕРї.  [18]

Химическая активность ионных РіРёРґСЂРёРґРѕРІ растет РІ том же направлении, что Рё активность соответствующих металлов — РѕС‚ легких элементов Рє тяжелым.

Гидриды СЂСѓР±РёРґРёСЏ Рё цезия даже воспламеняются РІРѕ влажном РІРѕР·РґСѓС…Рµ; РіРёРґСЂРёРґС‹ щелочноземельных металлов несколько менее активны, чем РіРёРґСЂРёРґС‹ щелочных металлов.  [19]

Mgth Рё ВеНа твердые Рё нелетучие соединения, как Рё РіРёРґСЂРёРґС‹ щелочноземельных металлов, РЅРѕ РІ отличие РѕС‚ последних РѕРЅРё РЅРµ обладают СЏСЂРєРѕ выраженным солеобразным характером.  [20]

MgHa Рё ВеШ твердые Рё нелетучие соединения, как Рё РіРёРґСЂРёРґС‹ щелочноземельных металлов, РЅРѕ РІ отличие РѕС‚ последних РѕРЅРё РЅРµ обладают СЏСЂРєРѕ выраженным солеобразным характером.  [21]

Восстановительные свойства щелочных металлов выражены настолько сильно, что РїСЂРё РёС… нагревании РІ атмосфере РІРѕРґРѕСЂРѕРґР° образуются РіРёРґСЂРёРґС‹ МеШ, РІ которых РІРѕРґРѕСЂРѕРґ электроотрицателен Рё одновалентен. Р�Р· РіРёРґСЂРёРґРѕРІ щелочных металлов РіРёРґСЂРёРґ лития самый устойчивый, остальные заметно уступают гидридам щелочноземельных металлов. РџСЂРё растворении РіРёРґСЂРёРґРѕРІ щелочных металлов РІ жидком аммиаке образуются растворы, хорошо проводящие электрический ток.  [22]

Все элементы IA группы непосредственно взаимодействуют с водородом.

Наибольшей прочностью характеризуется LiH ( 7 л 953 К), который похож на гидриды щелочноземельных металлов.

РЎ азотом, углеродом Рё кремнием непосредственно соединяется только литий. Для остальных элементов эти соединение получают косвенным путем.  [23]

РџСЂРё нагревании РІСЃРµ солеобразные РіРёРґСЂРёРґС‹ ( РєСЂРѕРјРµ LiH, плавящегося РїСЂРё 668 РЎ без разложения) начинают разлагаться РЅР° металл Рё РІРѕРґРѕСЂРѕРґ еще РґРѕ достижения точек плавления. Для производных Na-Cs начало заметного распада лежит РїСЂРё 300 — 350 РЎ, для РіРёРґСЂРёРґРѕРІ щелочноземельных металлов — около 600 РЎ. Термическая диссоциация последних сопровождается образованием растворов РІРѕРґРѕСЂРѕРґР° РІ выделяю -, щемся металле, что сближает РёС… СЃ гидридами переходного типа.  [24]

Елицуром этанола являются устаревшими, относящимися к 1940 г. С 1944 г. автор пользуется в разработанном им методе определения воды пиридином.

Метод основан РЅР° извлечении РІРѕРґС‹ РёР· содержащих ее соединений РїРёСЂРёРґРёРЅРѕРј Рё ее химическом взаимодействии СЃ гидридами щелочноземельных металлов СЃ выделением РІРѕРґРѕСЂРѕРґР°, РїРѕ объему которого Рё определяется содержание РІРѕРґС‹ РІ соединении. Этот метод позволяет определять РІРѕРґСѓ РїСЂРё РЅРёР·РєРѕР№, часто комнатной температуре, Рё РІ СЂСЏРґРµ случаев без РіСЂСѓР±РѕРіРѕ ( как РїСЂРё термическом методе) разрушения внутренней структуры соединений Рё без СЂРёСЃРєР° отделения РґСЂСѓРіРёС…, легколетучих или легкоразлагающихся структурных составляющих.  [25]

РџСЂРё нагревании РІСЃРµ солеобразные РіРёРґСЂРёРґС‹ ( РєСЂРѕРјРµ LiH, плавящегося РїСЂРё 668 РЎ без разложения) начинают разлагаться РЅР° металл Рё РІРѕРґРѕСЂРѕРґ еще РґРѕ достижения точек плавления. Для производных Na — Cs начало заметного распада лежит РїСЂРё 300 — 350 РЎ, для РіРёРґСЂРёРґРѕРІ щелочноземельных металлов — около 600 РЎ.

Термическая диссоциация последних сопровождается образованием растворов РІРѕРґРѕСЂРѕРґР° РІ выделяющемся металле, что сближает РёС… СЃ гидридами переходного типа.  [26]

При нагревании все солеобразные гидриды ( кроме LiH плавящегося при 668 С без разложения) начинают разлагаться на металл и водород еще до температуры плавления.

Для производных Na — Cs начало заметного распада лежит РїСЂРё 300 — 350 РЎ, для РіРёРґСЂРёРґРѕРІ щелочноземельных металлов — около 600 РЎ.

Термическая диссоциация последних сопровождается образованием растворов РІРѕРґРѕСЂРѕРґР° РІ металле, что сближает РёС… СЃ гидридами переходного типа.  [27]

Для РіРёРґСЂРёРґРѕРІ наблюдается такое же постепенное изменение РїСЂРёСЂРѕРґС‹ химической СЃРІСЏР·Рё Рё характера соединения, как Рё Сѓ РґСЂСѓРіРёС… соединении РІ каком-либо данном периоде, как, например, Сѓ метальных производных элементов этого периода. Гидриды щелочных металлов, РїРѕРґРѕР±РЅРѕ метальным производным щелочных металлов, — кристаллические твердые соединения РёРѕРЅРЅРѕРіРѕ характера; РіРёРґСЂРёРґС‹ бериллия Рё магния представляют СЃРѕР±РѕР№ твердые полимерные вещества, которые, РїРѕ-РІРёРґРёРјРѕРјСѓ, РїРѕ своей РїСЂРёСЂРѕРґРµ являются промежуточными между ионными Рё ковалентны-РјРё соединениями, РІ то время как РіРёРґСЂРёРґС‹ щелочноземельных металлов — РёРѕРЅС‹. Р� хотя РіРёРґСЂРёРґС‹ Р’, РЎ, N, Рћ Рё F преимущественно ковалентны, увеличение кислотности атомов РІРѕРґРѕСЂРѕРґР° РІ СЂСЏРґСѓ Р’, РЎ, Рћ, N Рё F заметно сказывается РЅР° свойствах этих РіРёРґСЂРёРґРѕРІ. РњРЅРѕРіРёРµ реакции РіРёРґСЂРёРґРѕРІ, Р° также методы РёС… получения аналогичны реакциям соответствующих металлоорганических соединений, Рё Рє гидридам, РїРѕ-РІРёРґРёРјРѕРјСѓ, применимо Рё правило замещения ( СЃРј. РіР».  [28]

Это соли, не растворимые в органических растворителях, реагирующие с водой с образованием газообразного водорода.

Однако гидриды щелочноземельных металлов менее активны, чем гидриды щелочных металлов.

РЎ ростом атомного веса металла реакционная способность РіРёРґСЂРёРґРѕРІ щелочноземельных металлов увеличивается.  [29]

Вероятно, электронная пара смещена сильнее к атому металла в гидридах тех металлов, которые менее склонны отдавать электроны, например в гидридах палладия или никеля.

А вот в гидридах скандия и урана, по-видимому, электронная пара сильно смещена в сторону водорода.

Пожалуй, именно поэтому гидриды лантаноидов и актиноидов во многом похожи на гидриды щелочноземельных металлов.

Действительно, ионные РіРёРґСЂРёРґС‹, например СаНо, это, РІ сущности, предельный случай смещения электронной пары Рє атому РІРѕРґРѕСЂРѕРґР°.  [30]

Страницы:      1    2    3