The hydrid berylia Je to kovalentní sloučenina vytvořená mezi beryliem kovu alkalických zemin a vodíkem. Jeho chemický vzorec je BeHdva, a protože je kovalentní, netvoří ji ionty Bedva+ ani H-. Je to společně s LiH jeden z nejlehčích hydridů kovů, které lze syntetizovat.
Vyrábí se zpracováním dimethylberyllium, Be (CH3)dva, s lithiumaluminiumhydridem, LiAlH4. Nicméně, BeHdva purer se získá z pyrolýzy di-terc-butylberylu, Be (C (CH3)3)dva při 210 ° C.
Jako jednotlivá molekula v plynném stavu má lineární geometrii, ale v pevném a kapalném stavu polymeruje v polích trojrozměrných sítí. Je to amorfní pevná látka za normálních podmínek a může se stát krystalickou a za obrovského tlaku vykazovat kovové vlastnosti..
Představuje možný způsob skladování vodíku, buď jako zdroje vodíku při rozkladu, nebo jako plyn absorbující pevnou látku. Nicméně, BeHdva je velmi toxický a znečišťující vzhledem k vysoce polarizační povaze berýlia.
Rejstřík článků
První obrázek ukazuje jedinou molekulu hydridu berylia v plynném stavu. Všimněte si, že jeho geometrie je lineární, přičemž atomy H jsou od sebe odděleny pod úhlem 180 °. Abychom vysvětlili tuto geometrii, atom Be musí mít sp hybridizaci.
Berylium má dva valenční elektrony, které jsou umístěny na 2s orbitálu. Podle teorie valenčních vazeb je jeden z elektronů na 2s orbitálu energeticky povýšen na 2p orbitál; a v důsledku toho nyní můžete vytvořit dvě kovalentní vazby se dvěma sp hybridními orbitaly.
A co zbytek volných orbitalů Be? K dispozici jsou dva další čisté nehybridizované 2p orbitaly. S nimi prázdnými, BeHdva Je to elektronově deficitní sloučenina v plynné formě; a proto, jak se jeho molekuly ochladí a shlukují, kondenzují a krystalizují do polymeru.
Když molekuly BeHdva polymeruje, okolní geometrie atomu Be přestává být lineární a stává se čtyřboká.
Dříve byla struktura tohoto polymeru modelována, jako by šlo o řetězce s jednotkami BeHdva spojené vodíkovými vazbami (horní obrázek, koule v bílých a šedivých tónech). Na rozdíl od vodíkových vazeb interakcí dipól-dipól mají kovalentní charakter.
V můstku Be-H-Be polymeru jsou mezi tři atomy distribuovány dva elektrony (odkaz 3c, 2e), který by teoreticky měl být umístěn s větší pravděpodobností kolem atomu vodíku (být elektronegativnější).
Na druhou stranu, Be obklopen čtyřmi H dokáže relativně zaplnit své elektronické volné místo a dokončit svůj valenční oktet.
Teorie valenčních vazeb bledne, aby poskytla relativně přesné vysvětlení. Proč? Protože vodík může mít pouze dva elektrony a vazba -H- by znamenala účast čtyř elektronů.
Vysvětlit tedy mosty Be-Hdva-Be (dvě šedé koule spojené dvěma bílými koulemi) jsou zapotřebí další složité modely vazby, například ty, které poskytuje molekulární orbitální teorie.
Experimentálně bylo zjištěno, že polymerní struktura BeHdva ve skutečnosti ne řetěz, ale trojrozměrná síť.
Horní obrázek ukazuje část trojrozměrné sítě BeHdva. Všimněte si, že žlutozelené koule, atomy Be, tvoří čtyřstěn jako v řetězci; avšak v této struktuře existuje větší počet vodíkových vazeb a navíc strukturální jednotka již není BeHdva ale BeH4.
Stejné konstrukční jednotky BeHdva a BeH4 naznačují, že v síti je větší množství atomů vodíku (4 atomy H pro každé Be).
To znamená, že berylium v této síti dokáže dodávat své elektronické volné místo ještě více než v řetězové polymerní struktuře..
A jako nejviditelnější rozdíl tohoto polymeru s ohledem na jednotlivé molekuly BeHdva, je, že Be musí nutně mít sp hybridizaci3 (obvykle) vysvětlit čtyřboká a nelineární geometrie.
Proč je hydrid berylium kovalentní a neiontová sloučenina? Hydridy ostatních prvků skupiny 2 (pan Becamgbara) jsou iontové, to znamená, že se skládají z pevných látek vytvořených kationtem Mdva+ a dva hydridové anionty H- (MgHdva, CaHdva, Bahdva). Proto BeHdva nesestává z Bedva+ ani H- elektrostaticky interagující.
Kation Bedva+ vyznačuje se vysokou polarizační silou, která narušuje elektronická mračna okolních atomů.
V důsledku tohoto zkreslení anionty H- jsou nuceni vytvářet kovalentní vazby; odkazy, které jsou základním kamenem právě vysvětlených struktur.
BeHdva nebo (BeHdva) n
Bezbarvá amorfní pevná látka.
Rozkládá se.
Nerozpustný v diethyletheru a toluenu.
0,65 g / cm3 (1,85 g / l). První hodnota může odkazovat na plynnou fázi a druhá na polymerní pevnou látku.
Pomalu reaguje s vodou, ale rychle se hydrolyzuje HC1 za vzniku chloridu berylnatého, BeCldva.
Hydrid berylia reaguje s Lewisovými bázemi, konkrétně s trimethylaminem, N (CH3)3, za vzniku dimerního aduktu s přemosťujícími hydridy.
Může také reagovat s dimethylaminem za vzniku trimérního beryllium diamidu, [Be (N (CH3)dva)dva]3 a vodík. Reakce s hydridem lithným, kde H iont- je Lewisova báze, postupně tvoří LIBeH3 a LidvaBeH4.
Hydrid berylnatý by mohl představovat slibný způsob skladování molekulárního vodíku. Když se polymer rozloží, uvolní Hdva, který by sloužil jako raketové palivo. Z tohoto přístupu by trojrozměrná síť uchovávala více vodíku než řetězce.
Podobně, jak je vidět na obrázku sítě, existují póry, které by umožňovaly uložení molekul H.dva.
Některé studie ve skutečnosti simulují, jak by takové fyzické úložiště vypadalo v BeHdva krystalický; to znamená, že polymer byl vystaven obrovským tlakům a jaké by byly jeho fyzikální vlastnosti s různými množstvími adsorbovaného vodíku.
Zatím žádné komentáře