- Kemijska struktura
- Molekula BeH
- BeH lanci
- BeH trodimenzionalne mreže
- Svojstva
- Kovalentni karakter
- Kemijska formula
- Fizički izgled
- Topnost u vodi
- Topljivost
- Gustoća
- Reaktivnost
- Prijave
- Reference
Berilij hidrid je kovalentna spoj formiran između metalne berilij i vodikovog alkalna. Njegova kemijska formula je BEH 2, a koji su kovalentno, on ne sadrži biti 2+ ili H - iona. To je, zajedno s LiH-om, jedan od najlakših metalnih hidrida koji se mogu sintetizirati.
Je proizveden obradom dimetil berilij, biti (CH 3) 2, litij-aluminij-hidrid, LiAlH 4. Međutim, najčišće BEH 2 dobije se pirolizom di-terc-butylberyl, Be (C (CH 3) 3) 2, na 210 ° C
Izvor: Ben Mills, iz Wikimedia Commons
Kao pojedinačna molekula u plinovitom stanju, geometrija je linearna, ali u čvrstom i tekućem stanju polimerizira u nizovima trodimenzionalnih mreža. To je amorfna kruta tvar u normalnim uvjetima, koja može pretvoriti kristalno i pokazati metalna svojstva pod ogromnim pritiskom.
Predstavlja moguću metodu skladištenja vodika, bilo kao izvor vodika pri razgradnji, bilo kao čvrsti plin koji apsorbira. Međutim, BeH 2 je vrlo toksičan i zagađuje s obzirom na jako polarizirajuću prirodu berilija.
Kemijska struktura
Molekula BeH
Prva slika prikazuje jednu molekulu berilijevog hidrida u plinovitom stanju. Imajte na umu da je njegova geometrija linearna, pri čemu su H atomi odvojeni jedan od drugog pod kutom od 180 °. Da bismo objasnili ovu geometriju, Beov atom mora imati sp hibridizaciju.
Berilij ima dva valentna elektrona koji se nalaze u orbiti 2s. Prema teoriji valentne veze, jedan od elektrona u 2s orbitali energijski se promovira u 2p orbitalu; i kao posljedica, sada možete formirati dvije kovalentne veze s dvije sp hibridne orbitale.
A što je s ostatkom Beovih slobodnih orbitala? Dostupne su još dvije čiste, nehibridizirane 2p orbitale. Isprazniti s njima, BEH 2 elektron-deficijentni Spoj u plinovitom obliku, i zato se, dok se njegove molekule hlade i skupljaju, kondenziraju i kristaliziraju u polimer.
BeH lanci
Izvor: YourEyesOnly, iz Wikimedia Commons
Kada BEH 2 molekule polimerizira, okolni geometrija Be atoma prestane linearni i postaje tetraedarski.
Prije toga, struktura ovog polimera modelirana kao da su lanci BEH 2 jedinice povezane vodikovim vezama (gornji prikaz, sa kuglica i bijelim sivkastu tonova). Za razliku od vodikovih veza dipolo-dipolnih interakcija, one imaju kovalentan karakter.
U Be-H-Be mostu polimera raspoređena su dva elektrona između tri atoma (veza 3c, 2e), koji bi teoretski trebali biti smješteni s većom vjerojatnošću oko vodikovog atoma (jer je više negativan).
S druge strane, Be okružen s četiri H-a uspijeva relativno dobro popuniti svoje slobodno elektroničko mjesto, upotpunjujući svoj oktet valencije.
Ovdje teorija valentnih obveznica blijedi da bi se dao relativno precizno objašnjenje. Zašto? Jer vodik može imati samo dva elektrona, a veza -H- uključivat će četiri elektrona.
Na taj način, da se objasniti biti H 2 -Be mostova (dvije sive kugle spojene dvije bijele kugle) drugih složenih modela iz veze su potrebni, kao onih koje molekulskoj orbitalnim teorije.
Utvrđeno je eksperimentalno da polimerni struktura BEH 2 nije zapravo lanac, već trodimenzionalna mreža.
BeH trodimenzionalne mreže
Izvor: Ben Mills, iz Wikimedia Commons
Gornja slika prikazuje presjek trodimenzionalne mreže BeH 2. Imajte na umu da žutozelene zelene sfere, Be atomi, čine tetraedar kao u lancu; Međutim, u ovoj strukturi postoji veći broj vodikovih veza, a osim toga, strukturna jedinica više nije BeH 2 već BeH 4.
Isti strukturne jedinice BEH 2 i BEH 4 pokazuju da je veća brojnost atoma vodika u rešetki (4 H atoma za svaki biti po).
To znači da berilij unutar ove mreže uspijeva osigurati svoje elektroničko slobodno mjesto čak i više nego unutar lančane polimerne strukture.
I kao Najizraženija razlika ovog polimera u odnosu na pojedinačne BEH 2 molekule, je li to bilo nužno mora imati sp 3 hibridizacije (obično) objasniti tetraedra i nelinearnih geometrije.
Svojstva
Kovalentni karakter
Zašto je berilijev hidrid kovalentan i neionski spoj? Su hidridi drugih elemenata iz skupine 2 (G. Becamgbara) su ionski, odnosno sastoje se od čvrste supstance formirane jednim M 2+ kationa i aniona dva hidrid H - (MGH 2, CaH 2, BAH 2). Dakle, BeH 2 se ne sastoji od Be2 + ili H - elektrostatički interakcija.
Kation Be 2+ karakterizira njegova velika polarizirajuća snaga, koja iskrivljuje elektronske oblake okolnih atoma.
Kao rezultat ovog izobličenja, H - anioni su prisiljeni stvarati kovalentne veze; veze, što je kamen temeljac upravo objašnjenih struktura.
Kemijska formula
BEH 2 ili (BEH 2) n
Fizički izgled
Bezbojna amorfna kruta tvar.
Topnost u vodi
Raspada se.
Topljivost
Netopljivo u dietil-eteru i toluenu.
Gustoća
0,65 g / cm3 (1,85 g / L). Prva vrijednost može se odnositi na plinsku fazu, a druga na polimernu krutinu.
Reaktivnost
Polako se reagira s vodom, nego je brzo hidrolizira HCl kako bi se dobilo berilij klorid BeCl 2.
Berilij hidrid reagira s Lewis baza, posebno trimetilamin, N (CH 3) 3, čime se dobije adukt dimerni, s premoštenih hidrida.
Također, on može reagirati s dimetilaminom kako bi tvorio trimerni berilijev diamid, 3 i vodik. Reakcija s litijevim hidridom, u kojoj je H - ion je Lewisova baza, u nizu oblika LIBeH 3 i Li 2 BEH 4.
Prijave
Berilijev hidrid mogao bi predstavljati obećavajući način skladištenja molekularnog vodika. Kao što je polimer raspada, to bi otpustiti H 2, koji će poslužiti kao raketno gorivo. Iz ovog pristupa, trodimenzionalna mreža pohranila bi više vodika nego lanci.
Isto tako, kao što se može vidjeti na slici mreže postoje pore koje će omogućiti H 2 molekule biti smješteni.
U stvari, neke studije simuliraju kako bi takvo fizičko skladištenje bilo u kristalnom BeH 2; to jest polimer podvrgnut ogromnom tlaku, a kakva bi bila njegova fizička svojstva s različitim količinama adsorbiranog vodika.
Reference
- Wikipedia. (2017). Berilijev hidrid. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
- Armstrong, DR, Jamieson, J. & Perkins, PG Teoret. Chim. Acta (1979) Elektroničke strukture polimernog berilijevog hidrida i polimernog bor hidrida. 51: 163. doi.org/10.1007/BF00554099
- 3. poglavlje: Berilijev hidrid i njegovi oligomeri. Oporavak od: shodhganga.inflibnet.ac.in
- Vikas Nayak, Suman Banger i UP Verma. (2014). Studija konstrukcijskog i elektroničkog ponašanja BeH 2 kao spoja skladištenja vodika: pristup Ab Initio. Radovi u zbornicima znanosti, vol. 2014, ID članka 807893, 5 stranica. doi.org/10.1155/2014/807893
- Shiver & Atkins. (2008). Neorganska kemija. U Elementi grupe 1. (Četvrto izdanje). Mc Graw Hill.