Hydriden zijn verbindingen bestaande uit waterstofatomen verbonden met andere elementen, met de algemene formule XmHn . Ze zijn samengesteld uit slechts twee elementen. Afhankelijk van de elektronegativiteit van het andere element dat in het molecuul aanwezig is, onderscheiden we zoutoplossing, covalente en metaalhydriden.

Gepubliceerd: 27-04-2023

Zoute hydriden

Ook wel ionische hydriden genoemd. Ze worden gekenmerkt door ionische verbindingen waarin de waterstof aanwezig is in de vorm van een H anion. Ze worden geproduceerd wanneer elementen met een zeer lage elektronegativiteit hun elektronen aan het waterstofatoom kunnen afstaan. Dergelijke hydriden worden gevormd als gevolg van koppeling tussen een metaal uit groep 1 en groep 2 van het periodiek systeem , behalve beryllium en magnesium. Het zijn vaste stoffen met een ionisch kristalrooster. Deze hydriden worden gevormd als gevolg van de directe interactie van waterstof met metalen bij verhoogde temperatuur. In contact met water reageren ze heftig en geven waterstof af, bijvoorbeeld: CaH 2 + H 2 O = CaO + 2H 2

Covalente hydriden

Dit zijn chemische verbindingen die waterstof bevatten, verbonden door een covalente binding. Ze worden gevormd wanneer zeer elektronegatieve elementen elektronen kunnen delen en bijgevolg covalente bindingen met waterstof kunnen creëren. Dergelijke moleculen worden gevormd door de elementen uit de groepen 14 tot 18 van het periodiek systeem en door boor (groep 13). Dergelijke hydriden zijn vaak zeer vluchtig. Ze hebben de vorm van zachte vaste stoffen met ontvlambare eigenschappen. Een kristalrooster van covalente hydriden bestaat uit moleculen die met elkaar verbonden zijn door van der Waalskrachten en soms ook door waterstofbruggen. Hun stabiliteit neemt af met de toename van de atomaire massa van het element verbonden met waterstof en met het toenemend metaalachtig karakter van dat element. De stabiliteit neemt dus af in de volgorde: HF, HCl, HBr, HI (waar de atoommassa toeneemt) en in de volgorde: HI, H 2 Te, SbH 3 , SnH (waar de metaaleigenschappen toenemen).

Metaalhydriden

Het zijn combinaties van waterstof en d-blok en f-blok overgangsmetalen. Ze hebben karakteristieke glans en metaalachtige eigenschappen. In tegenstelling tot covalente hydriden zijn ze niet-vluchtig. Het kan moeilijk zijn om de samenstelling van dergelijke hydriden uit te drukken, aangezien hun formules vaak niet-gehele waarden bevatten, zoals PdH 0,6 , TiH 1,73 , ZrH 1,92 . De waterstofatomen die aanwezig zijn in metaalhydriden nemen interstitiële posities in in het metaalrooster, gevormd door de atomen van het metaalelement.

Verbindingen van waterstof en halogenen

Chemische moleculen die worden geproduceerd door halogenen met waterstof te combineren, worden waterstofhalogeniden genoemd en hun algemene formule is HX. Opgelost in water worden ze halogeenwaterstofzuren genoemd. Wat industrieel gebruik betreft, zijn waterstoffluoride en waterstofchloride de belangrijkste waterstofhalogeniden, maar er zijn ook andere veelgebruikte stoffen, bijvoorbeeld waterstofbromide of waterstofjodide. Deze hydriden worden geclassificeerd als covalente hydriden, omdat hun karakter het meest lijkt op die groep. Voor waterstoffluoride, dat het meest elektronegatieve halogeen bevat, is het ionische karakter ervan niet groter dan 45%. Het ionische karakter neemt met elke volgende verbinding af tot 5%voor waterstofjodide. Dezelfde dalende trend is waar te nemen voor de verandering van dipoolmomenten. De productie van waterstoffluoride en waterstofchloride is gebaseerd op de reactie van een geschikt zout met geconcentreerd zwavelzuur . Om HF te bereiden gebruiken we fluoriet, terwijl HCl wordt geproduceerd uit ammoniumchloride (sal ammoniak). Waterstofchloride kan echter ook worden verkregen door directe synthese uit zijn elementen, dwz door directe verbranding van waterstof in chloor . Het gebruik van geconcentreerd zwavelzuur is alleen onmogelijk in het geval van jodium en broom, omdat de resulterende hydriden snel kunnen oxideren.

Verbindingen van waterstof en chalcogenen

Dit zijn voornamelijk moleculen met de algemene formule H2X , waaronder water, waterstofsulfide, waterstofselenide, waterstoftelluride en waterstofpolonide. Bij kamertemperatuur is alleen water een vloeistof, terwijl de rest kleurloze gassen zijn. Twee van de genoemde stoffen, waterstofsulfide en waterstofselenide, worden gekenmerkt door de geur van rotte eieren. Zwavel- en seleniumhydriden vertonen enige toxiciteit, de eerste bij hogere concentraties. In de natuur kan alleen waterstofsulfide in vrije toestand aanwezig zijn, dat kan worden gevonden in sulfidische wateren en in vulkanische dampen. Omdat water over de hele wereld wijdverbreid is, is het heel gemakkelijk te verkrijgen; voor laboratoriumdoeleinden wordt water echter gezuiverd door destillatie, dubbele destillatie of door een laag organische ionenwisselaars te passeren. Andere chalcogeenhydriden worden meestal geproduceerd door metaalbevattende verbindingen zoals sulfiden, seleniden of telluriden te behandelen met een zuur. De structuur van H2X -hydriden is hoekig; de grootste hoek, gelijk aan 104,5°, is aanwezig in het watermolecuul.

Verbindingen van waterstof en pnictogenen

In combinatie met waterstof kan elk als pnictogeen geclassificeerd element hydriden vormen met de algemene formule XH3 . Daarnaast vormen fosfor en stikstof X 2 H 4 verbindingen. Er is ook een uitzonderlijk stikstofhydride: HN 3 , ook wel waterstofazide genoemd . De meest populaire XH 3- hydriden zijn ammoniak , fosfaan, arsaan, stibaan en bismutaan. Het zijn zeer vluchtige stoffen die aanwezig zijn als kleurloze gassen. Ze worden vaak gekenmerkt door een duidelijke, onaangename geur. Alle pnictogeenhydriden, behalve ammoniak, worden gevormd door endotherme processen. De moleculen van trihydriden hebben een piramidale vorm en het atoom van het pnictogeen heeft sp 3 hybridisatie.

Verbindingen van waterstof en boor

Boor en waterstof vormen een aantal verbindingen met specifieke chemische en structurele eigenschappen, boranen genoemd. De meeste kunnen worden voorgesteld door de algemene formule B n H n+4 of B n H n+6 ; er is geen eenvoudig boraat met de formule BH 3 .

Verbindingen van waterstof en aardalkalimetalen

Alle aardalkalimetalen gecombineerd met waterstof vormen hydriden met de algemene formule XH2 . Het basisvoorbeeld van die groep verbindingen is berylliumhydride BeH2 , dat wordt geproduceerd in een etheroplossing met gebruik van BeCl2 en LiH als reactanten. Berylliumhydride is kleurloos en nauwelijks vluchtig. Bij 570 K valt het uiteen in zijn elementen. Het reageert heel gemakkelijk met water. In zijn rooster zijn er polymere ketens waar het berylliumatoom is verbonden door covalente bindingen met drie centra Be-H-Be. Een ander voorbeeld van hydriden uit die groep is magnesiumhydride, dat wordt verkregen door directe synthese uit zijn elementen bij een verhoogde waterstofdruk. Bij verhitting valt het gemakkelijk uiteen in zijn elementen. Andere voorbeelden, namelijk calcium-, strontium- en bariumhydriden, behoren tot de zouthydriden. In termen van industrieel gebruik is CaH 2 de belangrijkste, die wordt verkregen door directe synthese uit zijn elementen bij een verhoogde temperatuur van ongeveer 670 K.

Alkalische metaalhydriden

Dit zijn verbindingen van het MH-type die worden geproduceerd door directe reacties tussen waterstof en metalen bij verhoogde temperaturen. Als typische zouthydriden hebben ze een ionische structuur met het karakteristieke H anion. Bij kamertemperatuur zijn alkalimetaalhydriden kleurloze vaste stoffen die roosters vormen die lijken op natriumchloride. De hoogste stabiliteit, tot 720 K, wordt getoond door lithiumhydride.


Opmerkingen
Doe mee aan de discussie
Er zijn geen reacties
Het nut van informatie beoordelen
- (geen)
Uw beoordeling

Ontdek de wereld van de chemie met PCC Group!

Wij ontwerpen onze Academy op basis van de behoeften van onze gebruikers. We bestuderen hun voorkeuren en analyseren de chemische trefwoorden waarmee ze naar informatie op internet zoeken. Op basis van deze gegevens publiceren we informatie en artikelen over een breed scala aan onderwerpen, die we indelen in verschillende chemiecategorieën. Op zoek naar antwoorden op vragen gerelateerd aan organische of anorganische chemie? Of misschien wil je meer leren over organometaalchemie of analytische chemie? Bekijk wat we voor u hebben voorbereid! Blijf op de hoogte van het laatste nieuws van PCC Group Chemical Academy!
Carrière bij PCC

Vind je plek bij de PCC Group. Maak kennis met ons aanbod en blijf samen met ons ontwikkelen.

Stages

Onbetaalde zomerstages voor studenten en afgestudeerden van alle opleidingen.

De pagina is automatisch vertaald. Originele pagina openen