HYDRIDE: EIGENSCHAFTEN, TYPEN, NOMENKLATUR UND BEISPIELE - CHEMIE - 2025

Ein Hydrid ist Wasserstoff in seiner anionischen Form (H ^- ) oder die Verbindungen, die aus der Kombination eines chemischen Elements (metallisch oder nichtmetallisch) mit dem Wasserstoffanion gebildet werden. Von den bekannten chemischen Elementen ist Wasserstoff das mit der einfachsten Struktur, da es im atomaren Zustand ein Proton im Kern und ein Elektron hat.

Trotzdem liegt Wasserstoff nur in seiner atomaren Form unter relativ hohen Temperaturbedingungen vor. Eine andere Möglichkeit, Hydride zu erkennen, besteht darin, dass beobachtet wird, dass ein oder mehrere zentrale Wasserstoffatome in einem Molekül nukleophiles Verhalten aufweisen, als Reduktionsmittel oder sogar als Base.

Aluminiumlithiumhydrid

Somit hat Wasserstoff die Fähigkeit, sich mit den meisten Elementen des Periodensystems zu verbinden, um verschiedene Substanzen zu bilden.

Wie entstehen Hydride?

Hydride entstehen, wenn Wasserstoff in seiner molekularen Form mit einem anderen Element - ob metallischen oder nichtmetallischen Ursprungs - direkt durch Dissoziieren des Moleküls unter Bildung einer neuen Verbindung assoziiert wird.

Auf diese Weise bildet Wasserstoff je nach Art des Elements, mit dem er kombiniert wird, Bindungen vom kovalenten oder ionischen Typ. Bei der Assoziation mit Übergangsmetallen werden interstitielle Hydride mit physikalischen und chemischen Eigenschaften gebildet, die von Metall zu Metall stark variieren können.

Die Existenz von Hydridanionen in freier Form ist auf die Anwendung extremer Bedingungen beschränkt, die nicht leicht auftreten, so dass in einigen Molekülen die Oktettregel nicht erfüllt ist.

Es ist möglich, dass andere Regeln, die sich auf die Verteilung von Elektronen beziehen, ebenfalls nicht angegeben sind und Ausdrücke von multizentrischen Bindungen anwenden müssen, um die Bildung dieser Verbindungen zu erklären.

Physikalische und chemische Eigenschaften von Hydriden

In Bezug auf physikalische und chemische Eigenschaften kann gesagt werden, dass die Eigenschaften jedes Hydrids von der Art der durchgeführten Bindung abhängen.

Wenn das Hydridanion beispielsweise mit einem elektrophilen Zentrum assoziiert ist (im Allgemeinen ist es ein ungesättigtes Kohlenstoffatom), verhält sich die gebildete Verbindung wie ein Reduktionsmittel, das in der chemischen Synthese weit verbreitet ist.

Stattdessen reagieren diese Moleküle in Kombination mit Elementen wie Alkalimetallen mit schwacher Säure (Brönsted-Säure) und verhalten sich wie starke Basen, wobei Wasserstoffgas freigesetzt wird. Diese Hydride sind bei organischen Synthesen sehr nützlich.

Es wird dann beobachtet, dass die Natur von Hydriden sehr unterschiedlich ist und diskrete Moleküle, Feststoffe vom ionischen Typ, Polymere und viele andere Substanzen bilden kann.

Aus diesem Grund können sie als Trockenmittel, Lösungsmittel, Katalysatoren oder Zwischenprodukte bei katalytischen Reaktionen eingesetzt werden. Sie haben auch mehrere Verwendungszwecke in Labors oder Industrien mit verschiedenen Zwecken.

Metallhydride

Es gibt zwei Arten von Hydriden: metallische und nichtmetallische.

Metallhydride sind solche binären Substanzen, die durch die Kombination eines metallischen Elements mit Wasserstoff gebildet werden, im Allgemeinen eines elektropositiven Elements wie Erdalkali- oder Erdalkalimetall, obwohl auch interstitielle Hydride enthalten sind.

Dies ist die einzige Art von Reaktion, bei der Wasserstoff (dessen Oxidationszahl normalerweise +1 beträgt) ein zusätzliches Elektron auf seiner äußersten Ebene aufweist. Das heißt, seine Valenzzahl wird in -1 umgewandelt, obwohl die Art der Bindungen in diesen Hydriden aufgrund der Diskrepanz derjenigen, die das Thema untersuchen, nicht vollständig definiert wurde.

Metallhydride besitzen einige Eigenschaften von Metallen, wie z. B. ihre Härte, Leitfähigkeit und Helligkeit; Im Gegensatz zu Metallen weisen Hydride jedoch eine gewisse Zerbrechlichkeit auf und ihre Stöchiometrie entspricht nicht immer den Gewichtsgesetzen der Chemie.

Nichtmetallische Hydride

Diese Art von Hydriden ergibt sich aus der kovalenten Assoziation zwischen einem nichtmetallischen Element und Wasserstoff, so dass das nichtmetallische Element immer die niedrigste Oxidationszahl aufweist, um mit jedem ein einzelnes Hydrid zu erzeugen.

Es wurde auch gefunden, dass diese Arten von Verbindungen meist in gasförmiger Form unter Standardumgebungsbedingungen (25 ° C und 1 atm) gefunden werden. Aus diesem Grund haben viele nichtmetallische Hydride aufgrund von Van-der-Waals-Kräften, die als schwach angesehen werden, niedrige Siedepunkte.

Einige Hydride dieser Klasse sind diskrete Moleküle, andere gehören zur Gruppe der Polymere oder Oligomere, und sogar Wasserstoff, der auf einer Oberfläche einen Chemisorptionsprozess durchlaufen hat, kann in diese Liste aufgenommen werden.

Nomenklatur, wie heißen sie?

Um die Formel für Metallhydride zu schreiben, schreiben Sie zunächst das Metall (das Symbol für das Metallelement) gefolgt von Wasserstoff (MH, wobei M das Metall ist).

Um sie zu benennen, beginnt es mit dem Wort Hydrid, gefolgt vom Namen des Metalls ("M-Hydrid"), also wird LiH als "Lithiumhydrid", CaH ₂ als "Calciumhydrid" usw. gelesen.

Im Fall von nichtmetallischen Hydriden wird es anders geschrieben als in metallischen; Das heißt, es beginnt mit dem Schreiben des Wasserstoffs (seines Symbols), dem das Nichtmetall folgt (HX, wobei X das Nichtmetall ist).

Um sie zu benennen, beginnen wir mit dem Namen des nichtmetallischen Elements und fügen das Suffix „Uro“ hinzu, das mit den Worten „Wasserstoff“ („X-Wasserstoff-Uro“) endet. Daher wird HBr als „Bromwasserstoff“, H, gelesen ₂ S lautet "Schwefelwasserstoff" und so weiter.

Beispiele

Es gibt viele Beispiele für metallische und nichtmetallische Hydride mit unterschiedlichen Eigenschaften. Hier sind ein paar:

Metallhydride

- LiH (Lithiumhydrid).

- NaH (Natriumhydrid).

- KH (Kaliumhydrid).

- CsH (Cäsiumhydrid).

- RbH (Rubidiumhydrid).

- BeH ₂ (Berylliumhydrid).

- MgH ₂ (Magnesiumhydrid).

- CaH ₂ (Calciumhydrid).

- SrH ₂ (Strontiumhydrid).

- BaH ₂ (Bariumhydrid).

- AlH3 (Aluminiumhydrid).

- SrH2 (Strontiumhydrid).

- MgH2 (Magnesiumhydrid).

- CaH2 (Calciumhydrid).

Nichtmetallische Hydride

- HBr (Bromwasserstoff).

- HF (Fluorwasserstoff).

- HI (Jodwasserstoff).

- HCl (Chlorwasserstoff).

- H ₂ S (Schwefelwasserstoff).

- H ₂ Te (Tellurwasserstoff).

- H ₂ Se (Wasserstoffselenid).

Verweise

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2. Chang, R. (2007). Chemie. (9. Ausgabe). McGraw-Hill.
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