Kas ir metāla hidrīds?

Metāla hidrīdi ir metāli, kas savienoti ar ūdeņradi, veidojot jaunu savienojumu. Jebkurš ūdeņraža savienojums, kas ir saistīts ar citu metāla elements faktiski var saukt par metāla hidrīdu. Parasti saiknei ir kovalents raksturs, bet daži hidrīdi veidojas no jonu saitēm. Ūdeņradim ir oksidēšanās skaits -1. Metāls absorbē gāzi, kas veido hidrīdu.

Biežākie metālu hidrīdu piemēri ir alumīnijs, bora, litija borohidrīds un dažādi sāļi. Piemēram, alumīnija hidrīdi ietver nātrija alumīnija hidrīdu. Ir vairāki hidrīdu veidi. Tas ietver alumīniju, beriliju, kadmiju, cēziju, kalciju, varu, dzelzi, litiju, magniju, niķeli, pallādiju, plutoniju, kālija rubīdiju, nātriju, talliju, titāna, urāna un cinka hidrīdus.

Ir arī daudz sarežģītāki metāla hidrīdi, kas piemēroti dažādiem lietojumiem. Šie sarežģītie metālu hidrīdi bieži šķīst ēteriskos šķīdinātājos.

Ir četras metāla hidrīdu klases. Visizplatītākie hidrīdi ir tie, kas veidojas ar ūdeņradi, sauktiem par bināro metālu hidrīdiem. Ir tikai divi savienojumi - ūdeņradis un metāls. Šie hidrīdi parasti nešķīst un ir vadītspējīgi.

Cita veida metāla hidrīdi ir mazāk izplatīti vai zināmi, ieskaitot trīskāršos metāla hidrīdus, koordinācijas kompleksus un klasteru hidrīdus.

Metālu hidrīdi tiek veidoti, izmantojot vienu no četrām sintēzēm. Pirmais ir hidrīda pārnešana, kas ir metatēzes reakcijas. Pēc tam notiek eliminācijas reakcijas, kas ietver beta-hidrīda un alfa-hidrīda elimināciju.

Trešais ir oksidatīvie papildinājumi, kas parasti ir dihidrogēna pāreja uz zemas valentās metāla centru. Ceturtais ir dihidrogēna heterolītiska šķelšana, tas notiek, kad veidojas hidrīdi, kad metālu kompleksi tiek apstrādāti ar ūdeņradi bāzes klātbūtnē.

Ir dažādi kompleksi, ieskaitot hagīdus uz Mg bāzes, kas pazīstami ar savu uzglabāšanas spēju un ir termiski stabili. Šādu savienojumu pārbaude zem augsta spiediena ir atvērusi hidrīdus jauniem lietojumiem. Augsts spiediens novērš termisko sadalīšanos.

Pārejošos hidrīdu gadījumā metālu hidrīdi ar termināla hidrīdiem ir normāli, lielākoties oligomēriski. Klasiskais termiskais hidrīds ietver metāla un ūdeņraža saistīšanu. Tikmēr pārejošais ligands ir klasiska tilta savienošana, kurā divu metālu saistīšanai izmanto ūdeņradi. Pēc tam notiek dihidrogēna kompleksu savienošana, kas nav klasiska. Tas notiek tad, kad divūdeņraža savienojums savienojas ar metālu.

Ūdeņraža skaitam jāsakrīt ar metāla oksidācijas numuru. Piemēram, kalcija hidrīda simbols ir CaH2, bet alvai tas ir SnH4.

Metāla hidrīdus bieži izmanto kurināmā elementu lietojumos, kur par degvielu izmanto ūdeņradi. Niķeļa hidrīdi bieži atrodami dažāda veida akumulatoros, īpaši NiMH akumulatoros. Niķeļa metāla hidrīda akumulatori ir atkarīgi no retzemju starpmetālisko savienojumu, piemēram, lantāna vai neodīma, kas saistīts ar kobaltu vai mangānu, hidīdiem. Litija hidrīdi un nātrija borohidrīds kalpo kā reducētāji ķīmijas lietojumos. Lielākā daļa hidrīdu ķīmiskās reakcijās darbojas kā reducētāji.

Papildus kurināmā elementiem metālu hidrīdi tiek izmantoti ūdeņraža uzkrāšanai un kompresoru spējām. Metāla hidrīdus izmanto arī siltuma uzkrāšanai, siltumsūkņiem un izotopu atdalīšanai. Izmantošanā ietilpst sensori, aktivatori, attīrīšana, siltumsūkņi, termiskā uzglabāšana un dzesēšana.