- Struktur kimia
- Molekul BeH
- Rantai BeH
- Rangkaian tiga dimensi BeH
- Hartanah
- Perwatakan kovalen
- Formula kimia
- Penampilan fizikal
- Keterlarutan air
- Keterlarutan
- Ketumpatan
- Kereaktifan
- Permohonan
- Rujukan
The berilium hidrida adalah sebatian kovalen terbentuk antara berilium logam dan hidrogen alkali. Rumus kimianya adalah BeH 2 , dan menjadi kovalen, ia tidak terdiri daripada ion Be 2+ atau H - . Ia, bersama dengan LiH, salah satu hidrida logam paling ringan yang dapat disintesis.
Ia dihasilkan dengan merawat dimetil berilium, Be (CH 3 ) 2 , dengan lithium aluminium hidrida, LiAlH 4 . Walau bagaimanapun, BeH 2 yang paling tulen diperoleh daripada pirolisis di-tert-butylberyl, Be (C (CH 3 ) 3 ) 2 pada suhu 210 ° C.
Sumber: Ben Mills, dari Wikimedia Commons
Sebagai molekul individu dalam keadaan gas adalah linear dalam geometri, tetapi dalam keadaan pepejal dan cair ia berpolimerisasi dalam susunan rangkaian tiga dimensi. Ia adalah pepejal amorf dalam keadaan normal, dan boleh bertukar menjadi kristal dan menunjukkan sifat logam di bawah tekanan yang sangat besar.
Ini mewakili kaedah penyimpanan hidrogen yang mungkin, baik sebagai sumber hidrogen ketika menguraikan, atau sebagai gas penyerap pepejal. Walau bagaimanapun, BeH 2 sangat beracun dan mencemarkan memandangkan sifat berilium yang sangat polarisasi.
Struktur kimia
Molekul BeH
Gambar pertama menunjukkan satu molekul berilium hidrida dalam keadaan gas. Perhatikan bahawa geometri adalah linier, dengan atom H dipisahkan antara satu sama lain dengan sudut 180º. Untuk menjelaskan geometri ini, atom Be mesti mempunyai hibridisasi sp.
Beryllium mempunyai dua elektron valensi, yang terletak di orbit 2s. Menurut teori ikatan valensi, salah satu elektron dalam orbit 2s dipromosikan secara bertenaga ke orbit 2p; dan sebagai akibatnya, anda kini dapat membentuk dua ikatan kovalen dengan orbital hibrid dua sp.
Dan bagaimana dengan orbit bebas Be yang lain? Terdapat dua orbital 2p tulen, bukan hibrida lain. Dengan kosong, BeH 2 adalah sebatian kekurangan elektron dalam bentuk gas; dan oleh itu, kerana molekulnya menyejuk dan berkumpul, mereka mengembun dan mengkristal menjadi polimer.
Rantai BeH
Sumber: YourEyesHanya, dari Wikimedia Commons
Apabila molekul BeH 2 berpolimerisasi, geometri sekeliling atom Be berhenti menjadi linear dan menjadi tetrahedral.
Sebelumnya, struktur polimer ini dimodelkan seolah-olah mereka berantai dengan unit BeH 2 yang dihubungkan oleh ikatan hidrogen (gambar atas, dengan sfera dalam nada putih dan kelabu). Tidak seperti ikatan hidrogen interaksi dipol-dipol, mereka mempunyai watak kovalen.
Di jambatan Be-H-Be polimer, dua elektron disebarkan di antara tiga atom (ikatan 3c, 2e), yang secara teorinya harus terletak dengan kebarangkalian yang lebih besar di sekitar atom hidrogen (kerana lebih elektronegatif).
Sebaliknya, Be yang dikelilingi oleh empat H berjaya mengisi kekosongan elektroniknya secara relatif, menyelesaikan octet valensinya.
Di sini teori ikatan valensi sedikit sebanyak memberi penjelasan yang agak tepat. Kenapa? Kerana hidrogen hanya boleh mempunyai dua elektron, dan ikatan -H- akan melibatkan empat elektron.
Oleh itu, untuk menjelaskan jambatan Be -H 2 -Be (dua sfera kelabu yang disatukan oleh dua sfera putih) diperlukan model ikatan yang kompleks, seperti yang diberikan oleh teori orbital molekul.
Telah dijumpai secara eksperimen bahawa struktur polimerik BeH 2 sebenarnya bukan rantai, tetapi rangkaian tiga dimensi.
Rangkaian tiga dimensi BeH
Sumber: Ben Mills, dari Wikimedia Commons
Gambar atas menunjukkan bahagian rangkaian tiga dimensi BeH 2 . Perhatikan bahawa sfera hijau kekuningan, atom Be, membentuk tetrahedron seperti dalam rantai; Walau bagaimanapun, dalam struktur ini terdapat sebilangan besar ikatan hidrogen, dan sebagai tambahan, unit struktur tidak lagi menjadi BeH 2 tetapi BeH 4 .
Unit struktur yang sama BeH 2 dan BeH 4 menunjukkan bahawa terdapat banyak atom hidrogen dalam kisi (atom 4 H untuk setiap Be).
Ini bermaksud bahawa berilium dalam rangkaian ini berjaya menyediakan kekosongan elektroniknya lebih banyak daripada struktur polimerik seperti rantai.
Dan sebagai perbezaan yang paling jelas dari polimer ini berkenaan dengan molekul BeH 2 individu , adalah bahawa Be semestinya mempunyai hibridisasi sp 3 (biasanya) untuk menjelaskan geometri tetrahedral dan bukan linear.
Hartanah
Perwatakan kovalen
Mengapa berilium hidrida sebatian kovalen dan bukan ionik? Hidrida unsur-unsur lain dari kumpulan 2 (Mr. Becamgbara) adalah ionik, iaitu terdiri daripada pepejal yang dibentuk oleh satu kation M 2+ dan dua anion hidrida H - (MgH 2 , CaH 2 , BaH 2 ). Oleh itu, BeH 2 tidak terdiri daripada Be 2+ atau H - berinteraksi secara elektrostatik.
Kation Be 2+ dicirikan oleh kekuatan polarisasi yang tinggi, yang memutarbelitkan awan elektronik atom di sekitarnya.
Akibat dari gangguan ini, H - anion terpaksa membentuk ikatan kovalen; pautan, yang merupakan landasan struktur yang baru dijelaskan.
Formula kimia
BeH 2 atau (BeH 2 ) n
Penampilan fizikal
Pepejal amorf tidak berwarna.
Keterlarutan air
Ia terurai.
Keterlarutan
Tidak larut dalam dietil eter dan toluena.
Ketumpatan
0,65 g / cm3 (1,85 g / L). Nilai pertama boleh merujuk kepada fasa gas, dan yang kedua dengan pepejal polimer.
Kereaktifan
Ia bertindak balas secara perlahan dengan air, tetapi dihidrolisis dengan cepat oleh HCl untuk membentuk berilium klorida, BeCl 2 .
Beryllium hydride bertindak balas dengan pangkalan Lewis, khususnya trimethylamine, N (CH 3 ) 3 , untuk membentuk adder dimeric, dengan bridrid hidrida.
Juga, ia boleh bertindak balas dengan dimethylamine untuk membentuk trimylic beryllium diamide, 3, dan hidrogen. Tindak balas dengan hidrida lithium, di mana H - ion adalah asas Lewis, berurutan membentuk LIBeH 3 dan Li 2 Beh 4 .
Permohonan
Beryllium hidrida dapat mewakili cara yang menjanjikan untuk menyimpan hidrogen molekul. Apabila polimer terurai, ia akan melepaskan H 2 , yang akan berfungsi sebagai bahan bakar roket. Dari pendekatan ini, rangkaian tiga dimensi akan menyimpan lebih banyak hidrogen daripada rantai.
Begitu juga, seperti yang dapat dilihat dalam imej rangkaian, terdapat liang yang akan membolehkan H 2 molekul untuk menginap .
Sebenarnya, beberapa kajian mensimulasikan seperti apa simpanan fizikal seperti dalam BeH 2 yang kristal; iaitu, polimer mengalami tekanan yang sangat besar, dan apakah sifat fizikalnya dengan jumlah hidrogen yang terserap yang berlainan.
Rujukan
- Wikipedia. (2017). Beryllium hidrida. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
- Armstrong, DR, Jamieson, J. & Perkins, PG Theoret. Chim. Acta (1979) Struktur elektronik polimerik berilium hidrida dan polimerik boron hidrida. 51: 163. doi.org/10.1007/BF00554099
- Bab 3: Beryllium Hydride dan Oligomernya. Dipulihkan dari: shodhganga.inflibnet.ac.in
- Vikas Nayak, Suman Banger, dan UP Verma. (2014). Kajian Tingkah Laku Struktur dan Elektronik BeH 2 sebagai Sebatian Penyimpanan Hidrogen: Pendekatan Ab Initio. Kertas Persidangan dalam Sains, jilid. 2014, Artikel ID 807893, 5 halaman. doi.org/10.1155/2014/807893
- Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. Dalam unsur kumpulan 1. (Edisi keempat). Bukit Mc Graw.