- מבנה כימי
- מולקולת BeH
- שרשראות BeH
- רשתות תלת מימדיות של BeH
- נכסים
- דמות קוולנטית
- נוסחה כימית
- מראה חיצוני
- מסיסות במים
- מְסִיסוּת
- צְפִיפוּת
- תגובתיות
- יישומים
- הפניות
הידריד בריליום הוא תרכובת קוולנטי נוצר בין בריליום מתכת אלקליין מימן. הנוסחה הכימית שלה היא BeH 2 , ובהיותה קוולנטית, היא אינה מורכבת מיוני Be 2+ או H - . זהו, יחד עם LiH, אחת ההידרידות המתכות הקלות ביותר המסוגלות לסנתז.
זה מיוצר על ידי טיפול בריליום דימתיל, Be (CH 3 ) 2 , עם ליתיום אלומיניום הידריד, LiAlH 4 . עם זאת, הטהור ביה 2 מתקבל מן פירוליזה של di-טרט-butylberyl, להיות (C (CH 3 ) 3 ) 2 ב 210 ° C.
מקור: בן מילס, מ- Wikimedia Commons
כמולקולה אינדיבידואלית במצב הגזי היא ליניארית בגיאומטריה, אך במצב המוצק והנוזלי היא מפולימרית במערכים של רשתות תלת ממדיות. זהו מוצק אמורפי בתנאים רגילים, והוא יכול להפוך לגביש ולהפגין תכונות מתכתיות בלחץ עצום.
זה מייצג שיטה אפשרית לאחסון מימן, כמקור למימן בעת פירוק, או כגז סופג מוצק. עם זאת, BeH 2 רעיל מאוד ומזהם לאור האופי הקוטב ביותר של הבריליום.
מבנה כימי
מולקולת BeH
התמונה הראשונה מציגה מולקולה יחידה של בריליום הידריד במצב גזי. שימו לב שהגיאומטריה שלה היא ליניארית, כאשר אטומי ה- H מופרדים זה מזה בזווית של 180 מעלות. כדי להסביר את הגיאומטריה הזו, על האטום Be להיות הכלאה sp.
לבריליום שני אלקטרונים של עריכה, הנמצאים במסלול ה -2. על פי תורת קשר הערכיות, אחד האלקטרונים במסלול 2s מקודם באופן אנרגטי למסלול 2p; וכתוצאה מכך, כעת תוכלו ליצור שני קשרים קוולנטיים עם שני האורביטלים של ה- SP.
ומה עם שאר המסלולים החופשיים של Be? ניתן להשיג שני אורביטלים טהורים ללא היבריד 2p. כשברשותם ריקים, BeH 2 הוא תרכובת חסרת אלקטרונים בצורת גזים; ולכן, כאשר המולקולות שלה מתקררות ומתכווצות זו לזו, הן מתעבות ומתגבשות לפולימר.
שרשראות BeH
מקור: YourEyesOnly, מתוך Wikimedia Commons
כאשר מולקולות ה- BeH 2 מתפרסמות , הגיאומטריה שמסביב לאטום Be מפסיקה להיות ליניארית והופכת לטטרהדרלית.
בעבר, מבנה הפולימר הזה עבר דוגמה כאילו היו שרשראות עם יחידות BeH 2 המקושרות באמצעות קשרי מימן (תמונה עליונה, עם הכדורים בגוונים לבנים ואפורים). שלא כמו קשרי המימן של אינטראקציות דיפול-דיפול, יש להם אופי קוולנטי.
בגשר Be-H-Be של הפולימר, שני אלקטרונים מופצים בין שלושת האטומים (קשר 3c, 2e), אשר תיאורטית צריכים להיות ממוקמים עם סבירות גבוהה יותר סביב אטום המימן (מכיוון שהוא יותר אלקטרונגטיבי).
מצד שני, ה- Be מוקף בארבעה H- מצליח יחסית למלא את מקום העבודה הפנוי האלקטרוני שלו, ולהשלים את שמיניית הערכיות שלו.
כאן תיאורית קשרי הערכיות מחווירת כדי לתת הסבר מדויק יחסית. למה? מכיוון שמימן יכול להכיל רק שני אלקטרונים, והקשר -H- כרוך בארבעה אלקטרונים.
לפיכך, כדי להסביר את גשרי ה- Be-H 2 -Be (שני תחומים אפורים שמצטרפים אליהם שני תחומים לבנים) יש צורך במודלים מורכבים אחרים של הקשר, כמו אלה המסופקים על ידי תיאוריית המסלול המולקולרית.
נמצא באופן ניסיוני שהמבנה הפולימרי של BeH 2 אינו למעשה שרשרת, אלא רשת תלת מימדית.
רשתות תלת מימדיות של BeH
מקור: בן מילס, מ- Wikimedia Commons
התמונה העליונה מציגה קטע של הרשת התלת ממדית של BeH 2 . שימו לב שהתחומים הירוקים-צהבהבים, אטומי Be, יוצרים טטרהדרון כמו בשרשרת; עם זאת, במבנה זה ישנם מספר גדול יותר של קשרי מימן, ובנוסף, היחידה המבנית אינה עוד BeH 2 אלא BeH 4 .
אותן יחידות מבניות BeH 2 ו- BeH 4 מצביעות על כך שיש שפע גדול יותר של אטומי מימן בסריג (4 אטומי H עבור כל Be).
המשמעות היא שבריליום בתוך רשת זו מצליח לספק את הפנוי האלקטרוני שלה אפילו יותר מאשר בתוך מבנה פולימרי דמוי שרשרת.
וכשההבדל הברור ביותר של פולימר זה ביחס למולקולת ה- BeH 2 האישית , הוא ש- Be בהכרח צריכה להיות הכלאה sp 3 (בדרך כלל) כדי להסביר את הגיאומטריות הטטרהדרליות והלא-ליניאריות.
נכסים
דמות קוולנטית
מדוע בריליום הידריד הוא תרכובת קוולנטית ולא-יונית? הידרידים של אלמנטים אחרים בקבוצה 2 (מר Becamgbara) הם יוניים, כלומר, הם מכילים מוצקים שהוקמה על ידי אחד M 2+ קטיון ושני אניוני הידריד H - (MGH 2 , CAH 2 , BAH 2 ). לפיכך, BeH 2 אינו מורכב מ- Be 2+ או H - שמתקשרים אלקטרוסטסטית.
קטיון ה- Be 2+ מאופיין בכוח הקיטוב הגבוה שלו, המעוות את העננים האלקטרוניים של האטומים שמסביב.
כתוצאה עיוות זה, H - אניונים נאלצים ליצור קשרים קוולנטיים; קישורים, שהם אבן הפינה למבנים שהוסברו זה עתה.
נוסחה כימית
BeH 2 או (BeH 2 ) n
מראה חיצוני
מוצק אמורפי חסר צבע.
מסיסות במים
זה מתפרק.
מְסִיסוּת
לא מסיסים בדיאתיל אתר וטולואן.
צְפִיפוּת
0.65 גרם / ס"מ 3 (1.85 גרם לליטר). הערך הראשון יכול להתייחס לשלב הגז, והשני למוצק הפולימרי.
תגובתיות
זה מגיב לאט עם מים, אך מתייבש במהירות על ידי HCl ליצירת בריליום כלוריד, BeCl 2 .
בריליום הידריד מגיב עם בסיסים של לואיס, במיוחד trimethylamine, N (CH 3 ) 3 , ליצירת addukt דימר, עם הידרידים מגשרים.
כמו כן, הוא יכול להגיב עם דימתילאמין ליצירת דיאמיל בריליום טרימרית, 3 ומימן. תגובה עם הידריד ליתיום, שבה H - היון הוא בסיס לואיס, ברצף מהווה LIBeH 3 ו Li 2 ביה 4 .
יישומים
בריליום הידריד יכול לייצג דרך מבטיחה לאגור מימן מולקולרי. עם הפירוק של הפולימר הוא ישחרר את H 2 שישמש כדלק טילים. מתוך גישה זו, הרשת התלת מימדית תאגור יותר מימן מאשר השרשראות.
כמו כן, כפי שניתן לראות בתמונת הרשת, ישנם נקבוביות אשר יאפשרו להכיל את מולקולות ה- H 2 .
למעשה, ישנם מחקרים המדמים כיצד יהיה אחסון פיזי שכזה ב- BeH 2 גבישי; כלומר, הפולימר הנתון בלחץ עצום, ומה יהיו התכונות הפיזיקליות שלו עם כמויות שונות של מימן ספיגה.
הפניות
- ויקיפדיה. (2017). בריליום הידריד. התאושש מ: en.wikipedia.org
- ארמסטרונג, דר, ג'יימסון, ג'יי ופארקינס, PG תיאורט. צ'ים. Acta (1979) המבנים האלקטרוניים של בריליום הידריד פולימרי ובוריד הידריד פולימרי. 51: 163. doi.org/10.1007/BF00554099
- פרק 3: בריליום הידריד וה אוליגומרים שלו. התאושש מ: shodhganga.inflibnet.ac.in
- Vikas Nayak, Suman Banger ו- UP Verma. (2014). לימוד התנהגות מבנית ואלקטרונית של BeH 2 כתרכובת אחסון מימן: גישה Ab Initio. מאמרי ועידה במדע, כרך א '. 2014, ת.ז. 807893, 5 עמודים. doi.org/10.1155/2014/807893
- שיבר ואטקינס. (2008). כימיה אורגנית. ביסודות הקבוצה 1. (המהדורה הרביעית). מק גריי היל.