- Ķīmiskā struktūra
- BeH molekula
- BeH ķēdes
- BeH trīsdimensiju tīkli
- Īpašības
- Kovalentais raksturs
- Ķīmiskā formula
- Ārējais izskats
- Šķīdība ūdenī
- Šķīdība
- Blīvums
- Reaģētspēja
- Lietojumprogrammas
- Atsauces
Berilijs hidrīda ir kovalentā savienojums, kas veidojas starp metāla berilija un ūdeņraža sārmu. Tā ķīmiskā formula ir BEH 2 , un ir kovalentā, tas nav sastāv no Be 2+ vai H - joni . Tas kopā ar LiH ir viens no vieglākajiem metālu hidrīdiem, ko var sintezēt.
Tas tiek iegūts, apstrādājot dimetil beriliju, Be (CH 3 ) 2 , ar litija alumīnija hidrīdu, LiAlH 4 . Tomēr purest BEH 2 ir iegūts no pirolīzes di-terc-butylberyl, BE (C (CH 3 ) 3 ) 2 pie 210 ° C
Avots: Ben Mills, no Wikimedia Commons
Kā atsevišķa molekula gāzveida stāvoklī tā ir lineāra pēc ģeometrijas, bet cietā un šķidrā stāvoklī tā polimerizējas trīsdimensiju tīklu blokos. Tas ir amorfs ciets līdzeklis normālos apstākļos, un milzīgā spiedienā tas var kļūt kristālisks un uzrādīt metāla īpašības.
Tā ir iespējama ūdeņraža glabāšanas metode vai nu kā ūdeņraža avots sadaloties, vai kā cieta absorbējoša gāze. Tomēr BeH 2 ir ļoti toksisks un piesārņojošs, ņemot vērā berilija ļoti polarizējošo raksturu.
Ķīmiskā struktūra
BeH molekula
Pirmajā attēlā ir parādīta viena berilija hidrīda molekula gāzveida stāvoklī. Ņemiet vērā, ka tā ģeometrija ir lineāra un H atomus viens no otra atdala ar 180 ° leņķi. Lai izskaidrotu šo ģeometriju, Be atomam jābūt sp hibridizācijai.
Berilijam ir divi valences elektroni, kas atrodas 2s orbitālē. Saskaņā ar valences saites teoriju viens no elektroniem 2s orbitālē tiek enerģētiski paaugstināts uz 2p orbitāli; un tā rezultātā jūs tagad varat izveidot divas kovalentās saites ar diviem sp hibrīda orbitāļiem.
Un kā ir ar pārējiem Be bezmaksas orbitāļiem? Ir pieejamas vēl divas tīras, nehybridizētas 2p orbitāles. Ja tie ir tukši, BeH 2 ir savienojums ar elektroniem ar deficītu gāzveida formā; un tāpēc, tā molekulām atdziestot un saliecoties kopā, tās kondensējas un izkristalizējas polimērā.
BeH ķēdes
Avots: YourEyesOnly, no Wikimedia Commons
Kad BeH 2 molekulas polimerizējas, Be atoma apkārtējā ģeometrija pārstāj būt lineāra un kļūst par tetraedrisku.
Iepriekš, struktūra šī polimēra tika modelēta kā tie būtu ķēdes ar BEH 2 vienībām , kas saistītas ar ūdeņraža saitēm (augšējais attēls, ar sfērām baltā un pelēkā toņu). Atšķirībā no dipola-dipola mijiedarbības ūdeņraža saitēm, tām ir kovalents raksturs.
Polimēra Be-H-Be tiltā divi elektroni tiek sadalīti starp trim atomiem (saite 3c, 2e), kuriem teorētiski jāatrodas ar lielāku varbūtību ap ūdeņraža atomu (jo tas ir vairāk elektronegatīvs).
No otras puses, Be, kuru ieskauj četri H, izdodas nosacīti aizpildīt elektronisko vakanci, aizpildot savu valences oktetu.
Valences saites teorija sniedz salīdzinoši precīzu skaidrojumu. Kāpēc? Tā kā ūdeņradī var būt tikai divi elektroni, un -H- saitē būtu iesaistīti četri elektroni.
Tādējādi, lai izskaidrotu Be-H 2 -Be tiltus (divas pelēkās sfēras, kuras savieno divas baltas sfēras), ir nepieciešami citi sarežģīti saites modeļi, piemēram, tādi, kurus nodrošina molekulārā orbitāla teorija.
Eksperimentāli ir noskaidrots, ka BeH 2 polimēru struktūra faktiski nav ķēde, bet trīsdimensiju tīkls.
BeH trīsdimensiju tīkli
Avots: Ben Mills, no Wikimedia Commons
Augšējā attēlā parādīta BeH 2 trīsdimensiju tīkla sadaļa . Ņemiet vērā, ka dzeltenīgi zaļās sfēras, Be atomi, veido tetraedru kā ķēdē; Tomēr šajā struktūrā ir lielāks ūdeņraža saišu skaits, un turklāt strukturālā vienība vairs nav BeH 2, bet BeH 4 .
Tās pašas struktūras vienības BeH 2 un BeH 4 norāda, ka režģī ir lielāks ūdeņraža atomu pārpilnība (4 H atomi katrai Be).
Tas nozīmē, ka berilijs šajā tīklā elektronisko vakanci izdodas piegādāt pat vairāk nekā ķēdei līdzīgā polimēru struktūrā.
Un kā acīmredzamākā šī polimēra atšķirība attiecībā pret atsevišķo BeH 2 molekulu ir tā, ka Be obligāti jābūt sp 3 hibridizācijai (parasti), lai izskaidrotu tetraedrisko un nelineāro ģeometriju.
Īpašības
Kovalentais raksturs
Kāpēc berilija hidrīds ir kovalents un nejonu savienojums? No citiem elementiem grupas 2 (Mr Becamgbara) hidrīdi ir jonu, tas ir, tie sastāv no cietām vielām ar vienu M veidojas 2+ katjonu un diviem hidrīda anjoniem H - (mgh 2 , CaH 2 , BAH 2 ). Tāpēc, BEH 2 nesastāv no Be 2+ vai H - mijiedarbojas elektrostatiskā.
Katjonam Be 2+ ir raksturīga augsta polarizācijas jauda, kas kropļo apkārtējo atomu elektroniskos mākoņus.
Šī kropļojuma rezultātā H - anjoni ir spiesti veidot kovalentās saites; saites, kas ir tikko izskaidroto struktūru stūrakmens.
Ķīmiskā formula
BeH 2 vai (BeH 2 ) n
Ārējais izskats
Bezkrāsains amorfs ciets.
Šķīdība ūdenī
Tas sadalās.
Šķīdība
Nešķīst dietilēterī un toluolā.
Blīvums
0,65 g / cm3 (1,85 g / L). Pirmā vērtība var attiekties uz gāzes fāzi, bet otrā - uz polimēru cieto vielu.
Reaģētspēja
Tas lēni reaģē ar ūdeni, bet strauji tiek hidrolizēts ar HCl, lai veidotu beriliju hlorīdu, BeCl 2 .
Berilija hidrīds reaģē ar Lūisa bāzēm, īpaši ar trimetilaminu, N (CH 3 ) 3 , lai veidotu dimēru adduktu ar sasaistītajiem hidrīdiem.
Tas var arī reaģēt ar dimetilaminu, veidojot trimērisku berilija diamīdu 3 un ūdeņradi. Reakcija ar litija hidrīdu, kur H - jons ir Lūisa bāze, secīgi veido LIBeH 3 un Li 2 BeH 4 .
Lietojumprogrammas
Berilija hidrīds varētu būt daudzsološs veids, kā uzglabāt molekulāro ūdeņradi. Kad polimērs sadalās, tas izdalīs H 2 , kas kalpos kā raķešu degviela. Izmantojot šo pieeju, trīsdimensiju tīkls uzkrātu vairāk ūdeņraža nekā ķēdes.
Tāpat, kā redzams tīkla attēlā, ir poras, kas ļautu izvietot H 2 molekulas .
Faktiski daži pētījumi imitē, kāda būtu šāda fiziskā uzglabāšana kristāliskajā BeH 2 ; tas ir, polimērs, kas pakļauts milzīgam spiedienam, un kādas būtu tā fizikālās īpašības ar dažādiem adsorbētā ūdeņraža daudzumiem.
Atsauces
- Wikipedia. (2017). Berilija hidrīds. Atgūts no: en.wikipedia.org
- Ārmstrongs, DR, Jamiesons, Dž. Un Perkins, PG teorija. Chim. Acta (1979) Polimēru berilija hidrīda un polimēra bora hidrīda elektroniskās struktūras. 51: 163. doi.org/10.1007/BF00554099
- 3. nodaļa: Berilija hidrīds un tā oligomēri. Atgūts no: shodhganga.inflibnet.ac.in
- Vikas Nayak, Suman Banger un UP Verma. (2014). Pētījums par BeH 2 kā ūdeņraža uzglabāšanas savienojuma strukturālo un elektronisko izturēšanos : Ab Initio pieeja. Konferences raksti zinātnē, 3. sēj. 2014, Raksta ID 807893, 5 lapas. doi.org/10.1155/2014/807893
- Šiveris un Atkins. (2008). Neorganiskā ķīmija. 1. grupas elementos (ceturtais izdevums). Mc Graw Hill.