БЕРИЛИЈУМ ХИДРИД (БЕХ2): СТРУКТУРА, СВОЈСТВА И УПОТРЕБЕ - ХЕМИЈА - 2025

Берилијума хидрид је ковалентна једињења формирана између металног берилијума и водоника алкалне. Његова хемијска формула је Бех ₂ , и бити ковалентно не састоји од Бе ²⁺ или Х ^- јони . То је, заједно са ЛиХ, један од најлакших металних хидрида који се могу синтетизовати.

Производи се третирањем диметил берилијум, Бе (ЦХ ₃ ) ₂ , са литијум алуминијум хидридом, ЛиАлХ ₄ . Међутим, најчистије Бех ₂ добија се из пиролизу ди-терц-бутилберил, Бе (Ц (ЦХ ₃ ) ₃ ) ₂ на 210 ° Ц.

Извор: Бен Миллс, из Викимедиа Цоммонс

Као појединачни молекул у гасовитом стању, геометријски је линеаран, али у чврстом и течном стању полимеризира у низовима тродимензионалних мрежа. То је аморфна чврста супстанца у нормалним условима, а може се претворити у кристалне и показивати метална својства под огромним притиском.

Представља могућу методу складиштења водоника, било као извор водоника при распадању, било као чврсти гас који апсорбује. Међутим, БеХ ₂ је врло токсичан и загађује с обзиром на јако поларизацијску природу берилијума.

Хемијска структура

БеХ молекул

Прва слика приказује један молекул берилијум хидрида у гасовитом стању. Имајте на уму да је његова геометрија линеарна, са Х атомима раздвојеним један од другог под углом од 180 °. Да би објаснио ову геометрију, атом Бе мора имати сп хибридизацију.

Берилијум има два валентна електрона који се налазе у орбити 2с. Према теорији валентне везе, један од електрона у 2с орбитали енергетски је промовисан у 2п орбиталу; и као последица тога, сада можете да формирате две ковалентне везе са две сп хибридне орбитале.

А шта је са остатком Бе-ових слободних орбитала? Доступне су још две чисте, нехибридизиране 2п орбитале. Са њима испразните, Бех ₂ је електрон-дефицитарни једињење у гасовитом облику; и зато, док се његови молекули охладе и зближују, кондензују се и кристализирају у полимер.

БеХ ланци

Извор: ИоурЕиесОнли, из Викимедиа Цоммонс

Када су БЕХ ₂ молекули полимеризацији, околина геометрија Бе атома зауставља су линеарни и постаје тетраедарске.

Раније, структура овог полимера била моделирана као да су ланци са БЕХ ₂ јединице повезаних водоничне везе (горњи слика, са сферама у белим и сивкасто тонова). За разлику од водоничних веза диполо-диполних интеракција, оне имају ковалентан карактер.

У Бе-Х-Бе мосту полимера, два електрона су распоређена између три атома (веза 3ц, 2е), која би теоретски требало да буду лоцирана с већом вероватноћом око атома водоника (јер је више негативан).

С друге стране, Бе окружен с четири Х-а успева релативно добро да попуни своје електронско слободно место, употпуњујући свој октет валенције.

Овде теорија валентне везе бледи да би се дао релативно тачно објашњење. Зашто? Зато што водоник може имати само два електрона, а веза -Х- укључује четири електрона.

Тако, да објасне Бе-Х ₂ -БЕ мостова (два сиве сфере спојена два беле сфере) остали комплексни модели обвезнице су потребне, попут оних које је молекулске орбитале теорије.

Утврђено је експериментално да је полимер структура БеХ ₂ није заправо ланац, али тродимензионална мрежа.

БеХ тродимензионалне мреже

Извор: Бен Миллс, из Викимедиа Цоммонс

Горња слика приказује пресјек тродимензионалне мреже БеХ ₂ . Имајте на уму да жутозелене зелене сфере, Бе атоми, формирају тетраедар као у ланцу; Међутим, у овој структури постоји већи број водоничних веза, а осим тога, структурална јединица више није БеХ ₂ већ БеХ ₄ .

Исти структурне јединице БЕХ ₂ и БЕХ ₄ указују да постоји већа обиље атома водоника у решетке (4 Х-атома за сваки Бе).

То значи да берилијум у овој мрежи успева да обезбеди своје електронско слободно место чак и више него унутар ланчане полимерне структуре.

И као најочигледнија разлика овог полимера у односу на појединачне Бех ₂ молекула , је да се нужно мора имати сп ³ хибридизација (обично) да објасни тетраедарске и нелинеарне геометрија.

Својства

Ковалентни карактер

Зашто је берилијум хидрид ковалентно и неионско једињење? У хидриди осталих елемената групе 2 (Мр. Бецамгбара) су јонски, то јест, они чине чврсте материје формираних од стране једне М ²⁺ катјона и два хидрида ањона Х ^- (МГХ ₂ , ЦАХ ₂ , БАХ ₂ ). Због тога се БеХ ₂ не састоји од Бе2 ⁺ или Х ^- електростатички међусобно делујућих.

Катио Бе ²⁺ карактерише његова велика поларизациона моћ, која искривљава електронске облаке околних атома.

Као резултат ове дисторзије, Х ^- аниони су приморани да формирају ковалентне везе; везе, које су окосница управо објасњених структура.

Хемијска формула

Бех ₂ или (БЕХ ₂ ) н

Физичка присутност

Безбојна аморфна чврста супстанца.

Растворљивост у води

Распада се.

Растворљивост

Нерастворљив у диетил етру и толуену.

Густина

0,65 г / цм3 (1,85 г / л). Прва вредност може се односити на гасну фазу, а друга на полимерну чврсту супстанцу.

Реактивност

Она споро реагује са водом, али је брзо хидролизује ХЦИ да се формира берилијум хлорид, БеЦл ₂ .

БЕРИЛИЈУМ ХИДРИД реагује са Левис базама, посебно триметиламин, Н (ЦХ ₃ ) ₃ , да формирају димерни адукт, са спојеном хидриди.

Такође, може реаговати са диметиламином да би формирао тримерни берилијум-диамид, ₃ и водоник. Реакције са литијум хидрид, где Х ^{- јона} представља Левис основа, секвенцијално формира ЛИБеХ ₃ и Ли ₂ БЕХ ₄ .

Апликације

Берилијум хидрид може представљати обећавајући начин складиштења молекулског водоника. Као полимер разлаже, то би ослободити Х ₂ , који би служио као ракетног горива. Из овог приступа, тродимензионална мрежа би складиштила више водоника него ланци.

Исто тако, као што се може видети на слици мреже, постоје поре који би омогућио Х ₂ молекула да се сместити .

У ствари, неке студије симулирају како би такво физичко складиштење било у кристалном БеХ ₂ ; то јест, полимер је изложен огромном притиску, и која би била његова физичка својства са различитим количинама адсорбованог водоника.

Референце

1. Википедиа. (2017). Берилијум хидрид. Опоравак од: ен.википедиа.орг
2. Армстронг, ДР, Јамиесон, Ј. & Перкинс, ПГ Теорет. Цхим. Ацта (1979) Електронске структуре полимерног берилијум хидрида и полимерног бор хидрида. 51: 163. дои.орг/10.1007/БФ00554099
3. Поглавље 3: Берилијум хидрид и његови олигомери. Опоравак од: сходхганга.инфлибнет.ац.ин
4. Викас Наиак, Суман Бангер и УП Верма. (2014). Студија структурног и електронског понашања БеХ ₂ као једињења за складиштење водоника: приступ Аб Инитио. Конгресни радови у науци, вол. 2014, ИД чланка 807893, 5 страна. дои.орг/10.1155/2014/807893
5. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија. У елементима групе 1. (четврто издање). Мц Грав Хилл.