Gli idruri sono composti costituiti da atomi di idrogeno legati ad altri elementi, aventi formula generale X m H n . Sono composti da due soli elementi. A seconda dell'elettronegatività dell'altro elemento presente nella molecola, distinguiamo idruri salini, covalenti e metallici.

Pubblicato: 27-04-2023

Idruri salini

Chiamati anche idruri ionici. Sono caratterizzati da legami ionici in cui l’idrogeno è presente sotto forma di anione H. Si producono quando elementi con un’elettronegatività molto bassa sono in grado di cedere i loro elettroni all’atomo di idrogeno. Tali idruri si formano come risultato del legame tra un metallo del gruppo 1 e del gruppo 2 della tavola periodica , ad eccezione del berillio e del magnesio. Sono solidi con un reticolo cristallino ionico. Questi idruri si formano come risultato dell’interazione diretta dell’idrogeno con i metalli a una temperatura elevata. A contatto con l’acqua, reagiscono intensamente e rilasciano idrogeno, ad esempio: CaH 2 + H 2 O = CaO + 2H 2

Idruri covalenti

Questi sono composti chimici che contengono idrogeno legato da un legame covalente. Si formano quando elementi altamente elettronegativi sono in grado di condividere elettroni e, di conseguenza, creare legami covalenti con l’idrogeno. Tali molecole sono formate dagli elementi dei gruppi da 14 a 18 della tavola periodica e dal boro (gruppo 13). Tali idruri sono spesso altamente volatili. Prendono la forma di solidi morbidi con proprietà infiammabili. Un reticolo cristallino di idruri covalenti è costituito da molecole legate tra loro da forze di van der Waals e talvolta anche da legami idrogeno. La loro stabilità diminuisce con l’aumentare della massa atomica dell’elemento legato all’idrogeno e con l’aumentare del carattere metallico di quell’elemento. Pertanto, la stabilità diminuisce nell’ordine: HF, HCl, HBr, HI (dove la massa atomica aumenta) e nell’ordine: HI, H 2 Te, SbH 3 , SnH (dove crescono le proprietà metalliche).

Idruri metallici

Sono combinazioni di idrogeno e metalli di transizione del blocco d e del blocco f. Hanno lucentezza caratteristica e proprietà metalliche. A differenza degli idruri covalenti, sono non volatili. Può essere difficile esprimere la composizione di tali idruri poiché le loro formule spesso includono valori non interi, come PdH 0,6 , TiH 1,73 , ZrH 1,92 . Gli atomi di idrogeno presenti negli idruri metallici assumono posizioni interstiziali nel reticolo metallico, formato dagli atomi dell’elemento metallico.

Composti di idrogeno e alogeni

Le molecole chimiche prodotte combinando gli alogeni con l’idrogeno sono chiamate alogenuri di idrogeno e la loro formula generale è HX. Disciolti in acqua, sono chiamati acidi idroalici . In termini di uso industriale, l’acido fluoridrico e l’acido cloridrico sono i più importanti tra gli alogenuri di idrogeno, ma esistono anche altre sostanze molto utilizzate, ad esempio l’acido bromidrico o l’acido iodidrico. Questi idruri sono classificati come idruri covalenti , perché il loro carattere è molto simile a quel gruppo. Per l’acido fluoridrico, che contiene l’alogeno più elettronegativo, il suo carattere ionico non supera il 45%. Il carattere ionico diminuisce con ogni composto successivo per raggiungere il 5%per l’acido iodidrico. La stessa tendenza al ribasso può essere osservata per il cambiamento dei momenti di dipolo. La produzione di acido fluoridrico e acido cloridrico si basa sulla reazione di un sale appropriato con acido solforico concentrato. Per preparare l’HF si usa la fluorite, mentre l’HCl è prodotto dal cloruro di ammonio (sal ammoniaco). Tuttavia, l’acido cloridrico può essere ottenuto anche per sintesi diretta dai suoi elementi, cioè per combustione diretta dell’idrogeno in cloro . L’uso di acido solforico concentrato è impossibile solo nel caso di iodio e bromo, poiché gli idruri risultanti possono ossidarsi rapidamente.

Composti di idrogeno e calcogeni

Queste sono principalmente molecole della formula generale H 2 X , che includono acqua, idrogeno solforato, seleniuro di idrogeno, tellururo di idrogeno e polonide di idrogeno. A temperatura ambiente, solo l’acqua è un liquido, mentre il resto sono gas incolori. Due delle sostanze menzionate, l’idrogeno solforato e l’idrogeno seleniuro, sono caratterizzate dall’odore di uova marce. Lo zolfo e gli idruri di selenio mostrano una certa tossicità, il primo a concentrazioni più elevate. In natura può essere presente allo stato libero solo l’idrogeno solforato, che si può trovare nelle acque sulfuree e nei fumi vulcanici. Poiché l’acqua è diffusa in tutto il mondo, è molto facile ottenerla; tuttavia, per scopi di laboratorio, l’acqua viene purificata mediante distillazione, doppia distillazione o passando attraverso uno strato di scambiatori di ioni organici. Altri idruri di calcogeno vengono solitamente prodotti trattando composti contenenti metalli come solfuri, seleniuri o tellururi con un acido. La struttura degli idruri di H 2 X è angolare; l’angolo maggiore, pari a 104,5°, è presente nella molecola dell’acqua.

Composti dell’idrogeno e pnictogeni

Combinato con l’idrogeno, ogni elemento classificato come pnictogeno può formare idruri di formula generale XH 3 . Inoltre, il fosforo e l’azoto formano composti X 2 H 4 . C’è anche un eccezionale idruro di azoto: HN 3 , indicato come idrogeno azide . Gli idruri XH 3 più popolari includono ammoniaca , fosfano, arsano, stibano e bismutano. Sono sostanze altamente volatili che sono presenti come gas incolori. Sono spesso caratterizzati da un odore distinto e sgradevole. Tutti gli idruri pnictogeni, ad eccezione dell’ammoniaca, sono formati da processi endotermici. Le molecole dei triidridi hanno forma piramidale e l’atomo del pnictogeno ha ibridazione sp 3 .

Composti di idrogeno e boro

Il boro e l’idrogeno formano una serie di composti con proprietà chimiche e strutturali specifiche, chiamati borani . La maggior parte di essi può essere rappresentata dalla formula generale B n H n+4 o B n H n+6 ; non esiste un semplice borato di formula BH 3 .

Composti di idrogeno e metalli alcalino terrosi

Tutti i metalli alcalino-terrosi combinati con l’idrogeno formano idruri di formula generale XH 2 . L’esempio base di quel gruppo di composti è l’idruro di berillio BeH 2 , che viene prodotto in una soluzione eterea con l’uso di BeCl 2 e LiH come reagenti. L’idruro di berillio è incolore e poco volatile. A 570 K, si decompone nei suoi elementi. Reagisce molto facilmente con l’acqua. Nel suo reticolo sono presenti catene polimeriche dove l’atomo di berillio è legato da legami covalenti a tre centri Be-H-Be. Un altro esempio di idruri di quel gruppo è l’idruro di magnesio, che si ottiene per sintesi diretta dai suoi elementi a una maggiore pressione di idrogeno. Si decompone facilmente nei suoi elementi quando riscaldato. Altri esempi, cioè gli idruri di calcio, stronzio e bario, appartengono agli idruri salini. In termini di utilizzo industriale, il più importante è il CaH 2 , che si ottiene per sintesi diretta dai suoi elementi ad una temperatura elevata di circa 670 K.

Idruri di metalli alcalini

Si tratta di composti di tipo MH prodotti da reazioni dirette tra idrogeno e metalli a temperature elevate. In quanto tipici idruri salini, hanno una struttura ionica con il caratteristico anione H. A temperatura ambiente, gli idruri di metalli alcalini sono solidi incolori che formano reticoli simili al cloruro di sodio. La massima stabilità, fino a 720 K, è mostrata dall’idruro di litio.


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