Det berylliumhydrid Det er en kovalent forbindelse dannet mellem jordalkalimetallet beryllium og brint. Dens kemiske formel er BeHto, og når den er kovalent, består den ikke af Be-ionerto+ ej heller H-. Det er sammen med LiH et af de letteste metalhydrider, der kan syntetiseres.
Det produceres ved behandling af dimethylberyllium, Be (CH3)to, med lithiumaluminiumhydrid, LiAlH4. Imidlertid BeHto renere opnås ved pyrolyse af di-tert-butylberyl, Be (C (CH3)3)to ved 210 ºC.
Som et individuelt molekyle i gasformig tilstand er det lineært i geometri, men i fast og flydende tilstand polymeriserer det i arrays af tredimensionelle netværk. Det er et amorft fast stof under normale forhold og kan blive krystallinsk og udvise metalliske egenskaber under enormt tryk..
Det repræsenterer en mulig metode til lagring af brint, enten som en kilde til brint ved nedbrydning eller som en fast absorberende gas. Imidlertid BeHto det er meget giftigt og forurenende i betragtning af berylliums meget polariserende natur.
Artikelindeks
Det første billede viser et enkelt molekyle af berylliumhydrid i gasform. Bemærk, at dens geometri er lineær, hvor H-atomerne er adskilt fra hinanden med en vinkel på 180º. For at forklare denne geometri skal Be-atomet have sp-hybridisering.
Beryllium har to valenselektroner, som er placeret i 2-orbitalen. Ifølge valensbindingsteorien fremmes en af elektronerne i 2s orbitalen energisk til 2p orbitalen; og som en konsekvens kan du nu danne to kovalente bindinger med de to sp hybrid orbitaler.
Og hvad med resten af Be's gratis orbitaler? To andre rene, ikke-hybridiserede 2p orbitaler er tilgængelige. Med dem tomme, BeHto Det er en elektronmangel i gasform; og derfor, når dets molekyler afkøles og klumper sig sammen, kondenserer de og krystalliserer til en polymer.
Når BeH-molekylerneto polymerisere, ophører den omgivende geometri af Be-atomet med at være lineær og bliver tetraedrisk.
Tidligere blev strukturen af denne polymer modelleret som om de var kæder med BeH-enhederto forbundet med hydrogenbindinger (øverste billede med kuglerne i hvide og gråtoner). I modsætning til hydrogenbindingerne af dipol-dipolinteraktioner har de en kovalent karakter.
I Be-H-Be-broen af polymeren fordeles to elektroner mellem de tre atomer (link 3c, 2e), som teoretisk skal placeres med større sandsynlighed omkring hydrogenatomet (er mere elektronegativ).
På den anden side formår Be, der er omgivet af fire H'er, relativt at udfylde sin elektroniske ledighed og fuldføre dens valensoktet.
Her blegner valensbåndsteorien for at give en relativt nøjagtig forklaring. Hvorfor? Fordi brint kun kan have to elektroner, og -H-bindingen ville antyde deltagelse af fire elektroner.
Således for at forklare Be-H-broerneto-Be (to grå kugler, der er forbundet med to hvide kugler), er der brug for andre komplekse modeller af bindingen, såsom dem, der er tilvejebragt med den molekylære orbitalteori.
Det har vist sig eksperimentelt, at den polymere struktur af BeHto faktisk ikke en kæde, men et tredimensionelt netværk.
Det øverste billede viser et afsnit af det tredimensionelle netværk af BeHto. Bemærk, at de gulgrønne kugler, Be-atomerne, danner en tetraeder som i kæden; i denne struktur er der imidlertid et større antal hydrogenbindinger, og desuden er den strukturelle enhed ikke længere BeHto men BeH4.
De samme strukturelle enheder BeHto og BeH4 indikere, at der er en større overflod af brintatomer i netværket (4 H-atomer for hver Be).
Dette betyder, at beryllium inden for dette netværk formår at levere sin elektroniske ledighed endnu mere end inden for en kædelignende polymer struktur..
Og som den mest åbenlyse forskel på denne polymer med hensyn til det individuelle molekyle af BeHto, er, at Be nødvendigvis skal have en SP-hybridisering3 (normalt) for at forklare tetraedriske og ikke-lineære geometrier.
Hvorfor er berylliumhydrid en kovalent og ikke-ionisk forbindelse? Hydriderne fra de andre elementer i gruppe 2 (Mr. Becamgbara) er ioniske, dvs. de består af faste stoffer dannet af en kation Mto+ og to hydridanioner H- (MgHto, CaHto, Bahto). Derfor er BeHto består ikke af Beto+ ej heller H- interagerer elektrostatisk.
Kationen Værto+ det er kendetegnet ved sin høje polariserende kraft, som forvrider de omgivende atoms elektroniske skyer.
Som et resultat af denne forvrængning anionerne H- de er tvunget til at danne kovalente bindinger; links, som er hjørnestenen i de netop forklarede strukturer.
BeHto eller (BeHto) n
Farveløst amorft fast stof.
Det nedbrydes.
Uopløselig i diethylether og toluen.
0,65 g / cm3 (1,85 g / l). Den første værdi kan henvise til gasfasen og den anden til det polymere faste stof.
Reagerer langsomt med vand, men hydrolyseres hurtigt af HCI til dannelse af berylliumchlorid, BeClto.
Berylliumhydrid reagerer med Lewis-baser, specifikt trimethylamin, N (CH3)3, til dannelse af et dimert addukt med brodannende hydrider.
Det kan også reagere med dimethylamin til dannelse af trimer berylliumdiamid, [Be (N (CH3)to)to]3 og hydrogen. Reaktionen med lithiumhydrid, hvor H ion- er Lewis-basen, danner sekventielt LIBeH3 og LitoBeH4.
Berylliumhydrid kunne repræsentere en lovende måde at opbevare molekylært brint på. Når polymeren nedbrydes, frigiver den Hto, som ville tjene som raketbrændstof. Fra denne tilgang ville det tredimensionelle netværk gemme mere brint end kæderne.
Som det kan ses på billedet af netværket, er der ligeledes porer, der gør det muligt at huse H-molekylerne.to.
Faktisk simulerer nogle undersøgelser, hvordan sådan fysisk opbevaring vil se ud i BeHto krystallinsk; det vil sige polymeren udsat for enorme tryk, og hvad ville være dens fysiske egenskaber med forskellige mængder adsorberet brint.
Endnu ingen kommentarer