- Structura chimică
- Molecula BeH
- Lanțuri BeH
- Retele tridimensionale BeH
- Proprietăți
- Caracterul covalent
- Formula chimica
- Aspectul fizic
- Solubilitatea apei
- Solubilitate
- Densitate
- reactivitatea
- Aplicații
- Referințe
Hidrura beriliu este un compus covalent format între beriliu metalic și alcalin hidrogen. Formula sa chimică este BEH 2 , și fiind covalenta, aceasta nu constă din Be 2+ sau H - ioni . Este, împreună cu LiH, unul dintre cele mai ușoare hidruri metalice capabile să fie sintetizate.
Acesta este produs prin tratarea dimetil beriliu, Be (CH 3 ) 2 , cu hidrura de aluminiu litiu, LiAlH 4 . Cu toate acestea, cele mai pure BEH 2 se obține din piroliza di-terț-butylberyl, Be (C (CH 3 ) 3 ) 2 la 210 ° C.
Sursa: Ben Mills, de la Wikimedia Commons
Ca moleculă individuală în stare gazoasă, este liniară în geometrie, dar în starea solidă și lichidă polimerizează în tablouri de rețele tridimensionale. Este un solid amorf în condiții normale și poate transforma cristalină și poate prezenta proprietăți metalice sub presiune enormă.
Reprezintă o posibilă metodă de stocare a hidrogenului, fie ca sursă de hidrogen la descompunere, fie ca un gaz absorbant solid. Cu toate acestea, BEH 2 este foarte toxic și poluante , având în vedere caracterul extrem de polarizând de beriliu.
Structura chimică
Molecula BeH
Prima imagine arată o singură moleculă de hidrură de beriliu în stare gazoasă. Rețineți că geometria sa este liniară, cu atomii de H separați unul de celălalt cu un unghi de 180º. Pentru a explica această geometrie, atomul Be trebuie să aibă hibridizare sp.
Beriliu are doi electroni de valență, care sunt localizați în orbitalul 2s. Conform teoriei legăturilor de valență, unul dintre electronii din orbitalul 2 este promovat energetic la orbitalul 2p; și, în consecință, puteți forma acum două legături covalente cu cele două orbite hibride sp.
Și cum rămâne cu restul orbitalelor libere ale Be? Sunt disponibile alte două orbite pure, non-hibridizate 2p. Cu ei goliți, BEH 2 este un compus de electroni cu deficit sub formă gazoasă; și, prin urmare, pe măsură ce moleculele sale se răcesc și se aglomerează, ele se condensează și se cristalizează într-un polimer.
Lanțuri BeH
Sursa: YourEyesOnly, de la Wikimedia Commons
Cand BEH 2 molecule polimeriza, geometria din jurul atomului încetează să mai fie liniar Be și devine tetraedrice.
Anterior, structura acestui polimer a fost modelat ca și cum acestea au fost lanțuri cu BEH 2 unități legate prin legături de hidrogen (imaginea de sus, cu sferele în tonuri de alb și caruntului). Spre deosebire de legăturile de hidrogen ale interacțiunilor dipol-dipol, acestea au un caracter covalent.
În puntea Be-H-Be a polimerului, doi electroni sunt distribuiți între cei trei atomi (legătura 3c, 2e), care teoretic ar trebui să fie localizate cu o probabilitate mai mare în jurul atomului de hidrogen (deoarece este mai electronegativ).
Pe de altă parte, Be-ul înconjurat de patru H-uri reușește să-și completeze vacanta electronică, completându-și octetul de valență.
Aici, teoria legăturilor de valență este palidă pentru a da o explicație relativ exactă. De ce? Deoarece hidrogenul poate avea doar doi electroni, iar legătura -H-ar implica patru electroni.
Astfel, pentru a explica podurile Be-H 2 -Be (două sfere cenușii unite de două sfere albe) sunt necesare alte modele complexe ale legăturii, cum ar fi cele furnizate de teoria orbitalului molecular.
S - a constatat experimental că structura polimerică a BEH 2 nu este de fapt un lanț, ci o rețea tridimensională.
Retele tridimensionale BeH
Sursa: Ben Mills, de la Wikimedia Commons
Imaginea superioară arată o secțiune a rețelei tridimensionale a BeH 2 . Rețineți că sferele verzui gălbui, atomii Be, formează un tetraedru ca în lanț; Cu toate acestea, în această structură există un număr mai mare de legături de hidrogen, și în plus, unitatea structurală nu mai BEH este 2 , dar BEH 4 .
Aceleași unități structurale BEH 2 și BEH 4 indică faptul că există o abundență mai mare de atomi de hidrogen în rețeaua (4 atomi de H pentru fiecare Be).
Aceasta înseamnă că beriliu din această rețea reușește să-și furnizeze postul vacant electronic chiar mai mult decât într-o structură polimerică asemănătoare lanțului.
Și , ca fiind cea mai evidentă diferență a acestui polimer în raport individual BEH 2 molecula , este aceea că trebuie să aibă neapărat Be o sp 3 hibridizare ( de obicei) pentru a explica geometriilor tetraedrice și neliniare.
Proprietăți
Caracterul covalent
De ce hidrura de beriliu este un compus covalent și neionic? Hidrurile celorlalte elemente din grupa 2 (dl Becamgbara) sunt ionic, adică, ele constau din substanțe solide formate din una M 2+ cation și doi anioni hidrură H - (MgH 2 , CaH 2 , bah 2 ). Prin urmare, BeH 2 nu constă în Be 2+ sau H - interacționând electrostatic.
Cationul Be 2+ se caracterizează prin puterea sa mare de polarizare, care distorsionează norii electronici ai atomilor din jur.
Ca urmare a acestei distorsiune, H - anionii sunt forțați să formeze legături covalente; legături, care sunt piatra de temelie a structurilor tocmai explicate.
Formula chimica
Beh 2 sau (BEH 2 ) n
Aspectul fizic
Solid solid amorf.
Solubilitatea apei
Se descompune.
Solubilitate
Insolubil în dietil eter și toluen.
Densitate
0,65 g / cm3 (1,85 g / L). Prima valoare se poate referi la faza gazoasă, iar a doua la solidul polimeric.
reactivitatea
Acesta reacționează lent cu apa, dar este hidrolizat rapid cu HCI pentru a forma clorură de beriliu, BeCl 2 .
Beriliului reacționează hidrură cu baze Lewis, în mod specific trimetilamina, N (CH 3 ) 3 , pentru a forma un aduct dimeră, cu hidruri cu punte.
De asemenea, poate reacționa cu dimetilamina pentru a forma diameria de beriliu trimeric, 3 și hidrogen. Reacția cu hidrură de litiu, unde H - ionul este baza Lewis, formează secvențial LIBeH 3 și Li 2 BEH 4 .
Aplicații
Hidrura de beriliu ar putea reprezenta o modalitate promițătoare de stocare a hidrogenului molecular. Ca polimerul se descompune, ar elibera H 2 , care va servi drept combustibil pentru rachete. Din această abordare, rețeaua tridimensională ar stoca mai mult hidrogen decât lanțurile.
De asemenea, după cum se poate observa în imaginea rețelei, există pori care ar permite H 2 molecule să fie cazați .
De fapt, unele studii simulează cum ar fi o astfel de stocare fizică în BeH 2 cristalină; adică polimerul supus unei presiuni enorme și care ar fi proprietățile sale fizice cu cantități diferite de hidrogen adsorbit.
Referințe
- Wikipedia. (2017). Hidrură de beriliu. Recuperat de la: en.wikipedia.org
- Armstrong, DR, Jamieson, J. și Perkins, PG Theoret. Chim. Acta (1979) Structurile electronice ale hidrurii polimerice de beriliu și hidrurii de bor polimeric. 51: 163. doi.org/10.1007/BF00554099
- Capitolul 3: Hidrură de beriliu și oligomerii săi. Recuperat din: shodhganga.inflibnet.ac.in
- Vikas Nayak, Suman Banger și UP Verma. (2014). Studiul comportamentului structural și electronic al BeH 2 ca compus de stocare a hidrogenului: o abordare Ab Initio. Conference Papers in Science, voi. 2014, articol ID 807893, 5 pagini. doi.org/10.1155/2014/807893
- Shiver & Atkins. (2008). Chimie anorganică. În Elementele grupului 1. (a patra ediție). Mc Graw Hill.