בריליום הידריד (BeH2) מבנה כימי, תכונות ושימושים



ה בריליום הידריד הוא מתחם קוולנטי שנוצר בין בריליום מתכת אלקליין מימן ומימן. הנוסחה הכימית שלה היא BeH2, ולהיות קוולנטי, זה לא מורכב של להיות יון2+ ולא H-. זה, יחד עם LiH, אחד hydrides מתכת הקל ביותר מסוגל להיות מסונתז.

זה מיוצר על ידי טיפול dimethylberil, להיות (CH3)2, עם הידריד אלומיניום ליתיום, LiAlH4. עם זאת, BeH2 טהור מתקבל פירוליזה של di-tert-butylberyllium, Be (C (CH3)3)2 ב 210 מעלות צלזיוס.

כמולקולה בודדת במצב גזי, היא לינארית בגיאומטריה, אבל במצב מוצק נוזלי זה polymerizes במערכים של רשתות תלת מימדיות. הוא מוצק אמורפי בתנאים רגילים, והוא יכול להיות גבישי להציג תכונות מתכתי בלחץ עצום.

הוא מייצג שיטה אפשרית של אחסון מימן, או כמקור של מימן על פירוק, או כמו גז סופג מוצק. עם זאת, BeH2 זה רעיל מאוד מזהמים בהתחשב באופי מקוטב מאוד של בריליום.

אינדקס

  • מבנה כימי
    • 1.1 מולקולה של BeH2
    • 1.2 שרשראות של BeH2
    • 1.3 רשתות תלת מימדיות של BeH2
  • 2 מאפיינים
    • 2.1 אופי קוולנטי
    • 2.2 נוסחה כימית
    • 2.3 מראה פיזי
    • 2.4 מסיסות במים
    • 2.5 מסיסות
    • 2.6 צפיפות
    • 2.7 תגובה
  • 3 שימושים
  • 4 הפניות

מבנה כימי

מולקולה2

בתמונה הראשונה, מולקולה בודדת של בריליום הידריד במצב הגזי ניתן לראות. שים לב שהגיאומטריה שלה ליניארית, כאשר האטומים H מופרדים זה מזה בזווית של 180 מעלות. כדי להסביר גיאומטריה כזו, האטום be חייב להיות הכלאה sp.

בריליום יש שני אלקטרונים valence, אשר ממוקמים במסלול 2S. על פי תורת הקשר של הערבות, אחד האלקטרונים של מסלול 2S הוא קידם אנרגטית אל מסלול 2p; וכתוצאה מכך, הוא יכול כעת ליצור שני קשרים קוולנטיים עם שני spbit היברידית היברידית.

ומה עם שאר האורביטלים החופשיים של הישות? שני אחרים טהורים 2p אורביטלים זמינים, unhybridized. עם אותם ריקים, BeH2 זה תרכובת לקויה של אלקטרונים בצורת גז; ולכן, על ידי קירור וקיבוץ המולקולות שלהם, הם מתעבים מתגבשים בפולימר.

שרשראות2

כאשר מולקולות BeH2 לפזר, את הגיאומטריה הסובבת של האטום be חדל להיות ליניארי הופך tetrahedral.

בעבר, המבנה של פולימר זה היה מודל כאילו היו שרשראות עם יחידות BeH2 מקושרים על ידי גשרי מימן (תמונה עליונה, עם כדורים בגוונים לבנים ואפורים). שלא כמו קשרי המימן של אינטראקציות דיפול דיפול, יש להם אופי קוולנטי.

בגשר Be-H-Be של הפולימר, שני אלקטרונים מופצים בין שלושת האטומים (קישור 3c, 2e), אשר תיאורטית חייב להיות ממוקם סביר יותר סביב אטום המימן (כי זה electronegative יותר).

מצד שני, להיות מוקף בארבעה H מצליח למלא יחסית הפנוי האלקטרוני שלה, השלמת octet הערכיות שלה.

כאן התיאוריה האג"ח השוויון מחוויר לתת הסבר מדויק יחסית. למה? בגלל המימן יכול רק שני אלקטרונים, ו- H- הקישור יהיה כרוך השתתפות של ארבעה אלקטרונים.

אז, כדי להסביר את גשרים Be-H2-להיות (שתי תחומים אפורים המקושרים על ידי שני כדורים לבנים) זקוקים למודלים מורכבים אחרים של הקשר, כגון אלה המסופקים על ידי התיאוריה המולקולרית.

זה נמצא ניסוי כי המבנה הפולימרי של BeH2 זה לא ממש שרשרת, אלא רשת תלת ממדית.

רשתות תלת מימדיות של BeH2

התמונה העליונה מציגה קטע מהרשת תלת-ממדית של BeH2. שימו לב לכך שהכדורים הירוקים הצהובים, האטומים של Be, יוצרים טטרהדרון כמו בשרשרת; עם זאת, במבנה זה יש מספר גדול יותר של גשרים מימן, ובנוסף, היחידה המבנית היא כבר לא BeH2 אבל את BeH4.

אותן יחידות מבניות של BeH2 ואת BeH4 הם מצביעים על כך ברשת יש שפע של אטומי מימן (4 האטומים H עבור כל Be).

משמעות הדבר היא כי בריליום בתוך הרשת הזו מצליח למלא את החלל האלקטרוני שלה אפילו יותר מאשר בתוך מבנה דמוי שרשרת כמו פולימר..

וכמו ההבדל הבולט ביותר של פולימר זה ביחס מולקולה בודדת של BeH2, היא כי להיות בהכרח יש הכלאה sp3 (בדרך כלל) כדי להסביר את הגיאומטריות tetrahedral ולא ליניארי.

מאפיינים

דמות קוולנטית

מדוע בריליום הידריד הוא תרכובת קוולנטית ולא יונית? ההידרידים של שאר המרכיבים של הקבוצה 2 (מר Becamgbara) הם יוניים, כלומר, הם מורכבים מוצקים שנוצרו על ידי קטיון M.2+ ושני אניס הידריד- (MGH2, קהה2, BaH2). לכן, BeH2 זה לא מורכב מלהיות2+ ולא H- אינטראקציה אלקטרוסטטית.

קטיון להיות2+ הוא מאופיין על ידי כוח קיטוב גבוהה, אשר מעוות את העננים האלקטרוניים של האטומים שמסביב.

כתוצאה מעיוות זה, H אניונים- הם נאלצים ליצור קשרים קוולנטיים; קישורים, שהם אבן הפינה של המבנים רק הסביר.

נוסחה כימית

BeH2 או (BeH2) n

מראה פיזי

חסר צבע אמורפי מוצק.

מסיסות במים

זה נשבר.

מסיסות

מסיס ב diethyl אתר ו טולואן.

צפיפות

0.65 גרם / cm3 (1.85 גרם / L). הערך הראשון יכול להתייחס לשלב הגז, והשני של פולימר מוצק.

Reactivity

מגיב לאט עם מים, אבל הוא hydrolyzed במהירות על ידי HCL ליצירת בריליום כלוריד, BeCl2.

בריליום הידריד מגיב עם בסיסים לואיס, במיוחד trimethylamine, N (CH)3)3, כדי ליצור adrical dimeric, עם הידרידג גשר.

כמו כן, הוא יכול להגיב עם dimethylamine כדי ליצור diamide טרימלי בריליום, [Be (N (CH3)2)2]3 ומימן. התגובה עם הידריום ליתיום, שבו יון H- הוא הבסיס של לואיס, טופס ברצף LIBeH3 ולי2BeH4.

שימושים

בריליום הידריד עשוי לייצג דרך מבטיחה לאחסן מימן מולקולרית. על ידי הפירוק של הפולימר, זה היה לשחרר H2, אשר ישמש דלק טילים. מתוך גישה זו, רשת תלת מימדי היה לאחסן יותר מימן מאשר שרשראות.

כמו כן, כפי שניתן לראות בתמונה של הרשת, יש נקבוביות שיאפשרו לארח את מולקולות H.2.

למעשה, כמה מחקרים לדמות מה אחסון פיזי יהיה כמו BeH2 גבישי כלומר, הפולימר נתון ללחצים עצומים, ומה יהיו התכונות הפיסיקליות שלו עם כמויות שונות של מימן adsorbed.

הפניות

  1. ויקיפדיה. (2017). בריליום הידריד. מקור: en.wikipedia.org
  2. ארמסטרונג, ד.ר., ג'יימיסון, ג'& פרקינס, פ. תיאורט. צ'ים. Acta (1979) המבנים האלקטרוניים של הידרידי בריליום פולימרי הידרידי בורון פולימרי. 51: 163. doi.org/10.1007/BF00554099
  3. פרק 3: בריליום הידריד והאוליגומרים שלה. מקור: shodhganga.inflibnet.ac.in
  4. ויקאס נייק, סומאן בנגר ואו פ. ורמה. (2014). מחקר של התנהגות מבנית ואלקטרונית של BeH2 כמו מתחם אחסון מימן: גישה הראשונית AB. כנסים מדעיים במדע, כרך א '. 2014, מזהה מאמר 807893, 5 עמ '. doi.org/10.1155/2014/807893
  5. צמרמורת & אטקינס. (2008). כימיה אנאורגנית באלמנטים של הקבוצה 1. (מהדורה רביעית). מק גרב היל.