Hydrider är föreningar som består av väteatomer kopplade till andra grundämnen, med den allmänna formeln XmHn . De är sammansatta av endast två element. Beroende på elektronegativiteten hos det andra elementet som finns i molekylen, skiljer vi saltlösning, kovalenta och metalliska hydrider.

Publicerad: 27-04-2023

Saltlösningshydrider

Kallas även jonhydrider. De kännetecknas av joniska länkar där vätet är närvarande i form av en H anjon. De produceras när element med mycket låg elektronegativitet kan ge sina elektroner till väteatomen. Sådana hydrider bildas som ett resultat av koppling mellan en metall från grupp 1 och grupp 2 i det periodiska systemet , förutom beryllium och magnesium. De är fasta ämnen med ett jonkristallgitter. Dessa hydrider bildas som ett resultat av att väte interagerar direkt med metaller vid en förhöjd temperatur. I kontakt med vatten reagerar de intensivt och avger väte, till exempel: CaH 2 + H 2 O = CaO + 2H 2

Kovalenta hydrider

Dessa är kemiska föreningar som innehåller väte kopplat med en kovalent bindning. De bildas när mycket elektronegativa element kan dela elektroner och följaktligen skapa kovalenta bindningar med vätet. Sådana molekyler bildas av grundämnena från grupperna 14 till 18 i det periodiska systemet samt av bor (grupp 13). Sådana hydrider är ofta mycket flyktiga. De har formen av mjuka fasta ämnen med brandfarliga egenskaper. Ett kristallgitter av kovalenta hydrider består av molekyler som är bundna med varandra av van der Waals krafter och ibland även av vätebindningar. Deras stabilitet avtar med ökningen av atommassan hos elementet kopplat till väte och med ökande metalliska karaktär hos det elementet. Således minskar stabiliteten i ordningen: HF, HCl, HBr, HI (där atommassan ökar) och i ordningen: HI, H 2 Te, SbH 3 , SnH (där de metalliska egenskaperna växer).

Metalliska hydrider

De är kombinationer av väte och d-block och f-block övergångsmetaller. De har karakteristisk glans och metalliska egenskaper. Till skillnad från kovalenta hydrider är de icke-flyktiga. Det kan vara svårt att uttrycka sammansättningen av sådana hydrider eftersom deras formler ofta inkluderar icke-heltalsvärden, såsom PdH 0,6 , TiH 1,73 , ZrH 1,92 . Väteatomerna som finns i metallhydrider intar interstitiell position i metallgittret, som bildas av metallelementets atomer.

Föreningar av väte och halogener

Kemiska molekyler som produceras genom att kombinera halogener med väte kallas vätehalogenider, och deras allmänna formel är HX. Upplösta i vatten kallas de halogenvätesyror . När det gäller industriell användning är vätefluorid och väteklorid de viktigaste bland vätehalogenider, men det finns även andra mycket använda ämnen, till exempel vätebromid eller vätejodid. Dessa hydrider klassificeras som kovalenta hydrider, eftersom deras karaktär är mest lik den gruppen. För vätefluorid, som innehåller den mest elektronegativa halogenen, överstiger dess joniska karaktär inte 45 %. Den joniska karaktären avtar med varje efterföljande förening för att nå 5 %för vätejodid. Samma fallande trend kan observeras för förändringen av dipolmoment. Framställningen av vätefluorid och väteklorid baseras på reaktionen av ett lämpligt salt med koncentrerad svavelsyra . För att framställa HF använder vi fluorit, medan HCl tillverkas av ammoniumklorid (salammoniak). Klorväte kan dock också erhållas genom direkt syntes från dess grundämnen, dvs genom direkt förbränning av väte i klor . Användningen av koncentrerad svavelsyra är omöjlig endast när det gäller jod och brom, eftersom de resulterande hydriderna snabbt kan oxidera.

Föreningar av väte och kalkogener

Dessa är huvudsakligen molekyler med den allmänna formeln H 2 X , som inkluderar vatten, vätesulfid, väteselenid, vätetellurid och vätepolonid. I rumstemperatur är bara vatten en vätska, medan resten av dem är färglösa gaser. Två av de nämnda ämnena, svavelväte och väteselenid, kännetecknas av lukten av ruttna ägg. Svavel- och selenhydrider visar viss toxicitet, den förra vid högre koncentrationer. I naturen kan endast svavelväte förekomma i fritt tillstånd, vilket kan finnas i sulfidvatten och i vulkaniska ångor. Eftersom vatten är utbrett över hela världen är det mycket lätt att få tag på; för laboratorieändamål renas dock vatten genom destillation, dubbeldestillation eller genom att passera genom ett lager av organiska jonbytare. Andra kalkogenhydrider framställs vanligtvis genom att behandla metallinnehållande föreningar såsom sulfider, selenider eller tellurider med en syra. Strukturen av H2X -hydrider är kantig; den största vinkeln, lika med 104,5°, finns i vattenmolekylen.

Föreningar av väte och pniktogener

I kombination med väte kan varje grundämne som klassificeras som ett pnictogen bilda hydrider med den allmänna formeln XH 3 . Dessutom bildar fosfor och kväve X 2 H 4 -föreningar. Det finns också en exceptionell kvävehydrid: HN3 , kallad väteazid . De mest populära XH 3 -hydriderna inkluderar ammoniak , fosfan, arsan, stibane och vismutan. De är mycket flyktiga ämnen som finns som färglösa gaser. De kännetecknas ofta av en distinkt, obehaglig lukt. Alla pniktogenhydrider, utom ammoniak, bildas genom endotermiska processer. Molekylerna av trihydrider har en pyramidform och atomen av pnictogen har sp 3 hybridisering.

Föreningar av väte och bor

Bor och väte bildar ett antal föreningar med specifika kemiska och strukturella egenskaper, så kallade boraner . De flesta av dem kan representeras av den allmänna formeln BnHn +4 eller BnHn +6 ; det finns inget enkelt borat med formeln BH 3 .

Föreningar av väte och alkaliska jordartsmetaller

Alla alkaliska jordartsmetaller i kombination med väte bildar hydrider med den allmänna formeln XH 2 . Det grundläggande exemplet på den gruppen av föreningar är berylliumhydrid BeH 2 , som framställs i en eterlösning med användning av BeCl 2 och LiH som reaktanter. Berylliumhydrid är färglös och knappast flyktig. Vid 570 K sönderdelas den i sina element. Den reagerar väldigt lätt med vatten. I dess gitter finns polymerkedjor där berylliumatomen är sammanlänkad med tre-center kovalenta bindningar Be-H-Be. Ett annat exempel på hydrider från den gruppen är magnesiumhydrid, som erhålls genom direkt syntes från dess grundämnen vid ett ökat vätetryck. Den sönderdelas lätt till sina element när den värms upp. Andra exempel, det vill säga kalcium-, strontium- och bariumhydrider hör till saltlösningshydriderna. När det gäller industriell användning är den viktigaste CaH 2 , som erhålls genom direkt syntes från dess grundämnen vid en förhöjd temperatur på cirka 670 K.

Alkaliska metallhydrider

Dessa är föreningar av MH-typ som produceras genom direkta reaktioner mellan väte och metaller vid förhöjda temperaturer. Som typiska saltlösningshydrider har de jonstruktur med den karakteristiska H anjonen. Vid rumstemperatur är alkalimetallhydrider färglösa fasta ämnen som bildar galler som liknar natriumklorid. Den högsta stabiliteten, upp till 720 K, visas av litiumhydrid.


Kommentarer
Gå med i diskussionen
Det finns inga kommentarer
Bedöm användbarheten av information
- (ingen)
Ditt betyg

Utforska kemins värld med PCC Group!

Vi utformar vår akademi utifrån våra användares behov. Vi studerar deras preferenser och analyserar de kemisökord genom vilka de söker information på Internet. Baserat på dessa data publicerar vi information och artiklar om ett brett spektrum av frågor, som vi klassificerar i olika kemikategorier. Letar du efter svar på frågor relaterade till organisk eller oorganisk kemi? Eller kanske du vill lära dig mer om metallorganisk kemi eller analytisk kemi? Kolla in vad vi har förberett åt dig! Håll dig uppdaterad med de senaste nyheterna från PCC Group Chemical Academy!
Karriär på PCC

Hitta din plats på PCC Group. Lär dig mer om vårt erbjudande och fortsätt utvecklas med oss.

Praktikplatser

Obetalda sommarpraktikplatser för studenter och utexaminerade från alla kurser.

Sidan har maskinöversatts. Öppna originalsidan