Plik wodorek berylu Jest związkiem kowalencyjnym utworzonym między berylem i wodorem metalu ziem alkalicznych. Jego wzór chemiczny to BeHdwa, i będąc kowalencyjnym, nie składa się z jonów Bedwa+ ani H.-. Wraz z LiH jest jednym z najlżejszych wodorków metali, które można syntetyzować.
Jest wytwarzany przez obróbkę dimetyloberylu, Be (CH3)dwa, z wodorkiem litowo-glinowym LiAlH4. Jednak BeHdwa Czystszy jest otrzymywany z pirolizy di-tert-butyloberylu, Be (C (CH3)3)dwa w 210 ºC.
Jako pojedyncza cząsteczka w stanie gazowym ma geometrię liniową, ale w stanie stałym i ciekłym polimeryzuje w układach trójwymiarowych sieci. W normalnych warunkach jest to amorficzne ciało stałe, które pod ogromnym ciśnieniem może stać się krystaliczne i wykazywać właściwości metaliczne..
Stanowi możliwy sposób przechowywania wodoru, jako źródła wodoru podczas rozkładu lub jako stały gaz absorbujący. Jednak BeHdwa jest bardzo toksyczny i zanieczyszczający, biorąc pod uwagę silnie polaryzujący charakter berylu.
Indeks artykułów
Pierwsze zdjęcie przedstawia pojedynczą cząsteczkę wodorku berylu w stanie gazowym. Zauważ, że jego geometria jest liniowa, z atomami H oddzielonymi od siebie pod kątem 180º. Aby wyjaśnić tę geometrię, atom Be musi mieć hybrydyzację sp.
Beryl ma dwa elektrony walencyjne, które znajdują się na orbicie 2s. Zgodnie z teorią wiązania walencyjnego, jeden z elektronów na orbicie 2s jest energetycznie promowany na orbital 2p; w konsekwencji możesz teraz utworzyć dwa wiązania kowalencyjne z dwoma orbitaliami hybrydowymi sp.
A co z resztą wolnych orbitali Be? Dostępne są dwa inne czyste, niezhybrydyzowane orbitale 2p. Gdy są puste, BeHdwa Jest związkiem ubogim w elektrony w postaci gazowej; dlatego też, gdy jego cząsteczki stygną i zbierają się razem, kondensują się i krystalizują w polimer.
Kiedy cząsteczki BeHdwa polimeryzować, otaczająca geometria atomu Be przestaje być liniowa i staje się tetraedryczna.
Wcześniej strukturę tego polimeru modelowano tak, jakby były to łańcuchy z jednostkami BeHdwa połączone wiązaniami wodorowymi (górny obraz, z kulkami w odcieniach bieli i szarości). W przeciwieństwie do wiązań wodorowych w oddziaływaniach dipol-dipol mają one charakter kowalencyjny.
W mostku Be-H-Be polimeru dwa elektrony są rozmieszczone między trzema atomami (link 3c, 2e), który teoretycznie powinien znajdować się z większym prawdopodobieństwem wokół atomu wodoru (będąc bardziej elektroujemnym).
Z drugiej strony, Be otoczony czterema literami H jest w stanie względnie wypełnić swoją elektroniczną pustkę, uzupełniając oktet walencyjny.
Tutaj teoria wiązań walencyjnych blednie, aby dać stosunkowo dokładne wyjaśnienie. Dlaczego? Ponieważ wodór może mieć tylko dwa elektrony, a wiązanie -H- oznaczałoby udział czterech elektronów.
Tak więc, aby wyjaśnić mosty Be-Hdwa-Be (dwie szare kule połączone dwiema białymi kulkami) potrzebne są inne złożone modele wiązania, takie jak te, które zapewnia teoria orbitalu molekularnego.
Stwierdzono eksperymentalnie, że struktura polimeryczna BeHdwa właściwie nie jest to łańcuch, ale trójwymiarowa sieć.
Górny obraz przedstawia fragment trójwymiarowej sieci BeHdwa. Zauważ, że żółtawo-zielone kule, atomy Be, tworzą czworościan, tak jak w łańcuchu; jednak w tej strukturze występuje większa liczba wiązań wodorowych, a ponadto jednostką strukturalną nie jest już BeHdwa ale BeH4.
Te same jednostki strukturalne BeHdwa i BeH4 wskazują, że w sieci występuje większa ilość atomów wodoru (4 atomy H na każdy Be).
Oznacza to, że beryl w tej sieci jest w stanie zapewnić wakat elektroniki nawet bardziej niż w łańcuchowej strukturze polimerowej..
I jako najbardziej oczywista różnica tego polimeru w stosunku do pojedynczej cząsteczki BeHdwa, jest to, że Be musi koniecznie mieć hybrydyzację sp3 (zwykle) w celu wyjaśnienia geometrii czworościennej i nieliniowej.
Dlaczego wodorek berylu jest związkiem kowalencyjnym i niejonowym? Wodorki pozostałych pierwiastków z grupy 2 (pan Becamgbara) są jonowe, to znaczy składają się z ciał stałych utworzonych przez kation Mdwa+ i dwa aniony wodorkowe H- (MgHdwa, CaHdwa, Bahdwa). Dlatego BeHdwa nie składa się z Bedwa+ ani H.- oddziałujące elektrostatycznie.
Kation Bedwa+ charakteryzuje się dużą siłą polaryzacji, która zniekształca elektroniczne chmury otaczających atomów.
W wyniku tego zniekształcenia aniony H.- są zmuszeni do tworzenia wiązań kowalencyjnych; linki, które są kamieniem węgielnym właśnie wyjaśnionych struktur.
BeHdwa lub (BeHdwa) n
Bezbarwne bezpostaciowe ciało stałe.
Rozkłada się.
Nierozpuszczalny w eterze dietylowym i toluenie.
0,65 g / cm3 (1,85 g / l). Pierwsza wartość może odnosić się do fazy gazowej, a druga do polimerowej substancji stałej.
Reaguje powoli z wodą, ale jest szybko hydrolizowany przez HCl do chlorku berylu, BeCldwa.
Wodorek berylu reaguje z zasadami Lewisa, w szczególności z trimetyloaminą, N (CH3)3, tworząc dimeryczny addukt z mostkującymi wodorkami.
Może również reagować z dimetyloaminą, tworząc trimeryczny diamid berylu, [Be (N (CH3)dwa)dwa]3 i wodór. Reakcja z wodorkiem litu, w której występuje jon H.- jest zasadą Lewisa, sekwencyjnie tworzy LIBeH3 i LidwaBeH4.
Wodorek berylu może stanowić obiecujący sposób przechowywania wodoru cząsteczkowego. Gdy polimer rozkłada się, uwalnia Hdwa, które służyłyby jako paliwo rakietowe. Przy takim podejściu trójwymiarowa sieć mogłaby przechowywać więcej wodoru niż łańcuchy.
Podobnie, jak widać na obrazie sieci, istnieją pory, które pozwoliłyby na umieszczenie cząsteczek H.dwa.
W rzeczywistości niektóre badania symulują, jak taka fizyczna pamięć masowa wyglądałaby w BeHdwa krystaliczny; czyli polimer poddawany ogromnym naciskom i jakie byłyby jego właściwości fizyczne przy różnych ilościach zaadsorbowanego wodoru.
Jeszcze bez komentarzy