Berilyum hidrit (BeH2) kimyasal yapısı, özellikleri ve kullanımları

berilyum hidrit alkalin toprak metal berilyum ve hidrojen arasında oluşan bir kovalent bileşiktir. Kimyasal formülü BEH'dir.₂, ve kovalent olmak, Be iyonundan oluşmaz.²⁺ ne de H^-. LiH ile birlikte sentezlenebilen en hafif metal hidritlerden biridir..

Dimethylberil, Be (CH) işlemleriyle üretilir.₃)₂, lityum alüminyum hidrit ile, LiAlH₄. Ancak, BeH₂ En safsı, Be-C (CH) di-tert-butilberilyum pirolizinden elde edilir.₃)₃)₂ 210 C'de.

Gaz halindeki tek bir molekül olarak, geometride doğrusaldır, ancak katı ve sıvı halde üç boyutlu ağ dizilerinde polimerize olur. Normal koşullar altında şekilsiz bir katıdır ve kristalleşebilir ve muazzam basınç altında metalik özellikler sergileyebilir.

Ayrışma sırasında bir hidrojen kaynağı olarak veya bir katı emici gaz olarak, hidrojenin olası bir depolanma yöntemini temsil eder. Ancak, BeH₂ Berilyumun son derece polarize doğası göz önüne alındığında çok toksik ve kirleticidir.

indeks

• 1 Kimyasal yapı
  • 1.1 BeH2 Molekülü
  • 1.2 BeH2 Zincirleri
  • 1.3 BeH2'nin üç boyutlu ağları
• 2 Özellikler
  • 2.1 Kovalent karakter
  • 2.2 Kimyasal formül
  • 2.3 Fiziksel görünüm
  • 2.4 Suda çözünürlük
  • 2.5 Çözünürlük
  • 2.6 Yoğunluk
  • 2.7 Tepkime
• 3 Kullanım
• 4 Kaynakça

Kimyasal yapısı

BEH molekülü₂

İlk görüntüde, gaz halindeki ayrı bir berilyum hidrit molekülü görülebilir. Geometrisinin, H atomu birbirinden 180 ° 'lik bir açı ile ayrılarak lineer olduğuna dikkat edin. Bu tür bir geometriyi açıklamak için, Be atomunun hibridizasyonu olması gerekir.

Berilyum 2'ler orbitalinde bulunan iki değerlik elektronuna sahiptir. Değerlik bağı teorisine göre, 2s orbitalinin elektronlarından biri enerji olarak 2p orbitaline yükseltilir; ve sonuç olarak, şimdi iki sp hibrid orbital ile iki kovalent bağ oluşturabilir.

Peki ya Be'nin ücretsiz yörüngesinde kalanlar? Diğer iki saf 2p orbital, hibritleşmemiş olarak mevcuttur. Onlarla boş, BeH₂ gaz halindeki elektronların eksik bir bileşiğidir; ve bu nedenle, moleküllerini soğutup gruplayarak, bir polimerde yoğunlaşır ve kristalleşirler..

BeH Zincirleri₂

BeH molekülleri ne zaman₂ polimerize, Be atomunun çevreleyen geometrisi doğrusal olmaktan çıkar ve tetrahedral olur.

Önceden, bu polimerin yapısı, BeH üniteleriyle zincirlenmiş gibi modelleniyordu.₂ Hidrojen köprüleri ile bağlanmış (üstten görüntü, küre beyaz ve gri tonlarda). Dipol-dipol etkileşimlerinin hidrojen bağlarının aksine, kovalent bir karaktere sahiptirler..

Polimerin Be-H-Be köprüsünde, üç atom arasında iki elektron dağılır (bağlantı 3c, 2eteorik olarak hidrojen atomunun etrafına yerleştirilmesi gereken (daha elektronegatif olduğu için).

Öte yandan, dört H ile çevrili olan Be, nispeten boşluğunu doldurarak, değerlik oktetini tamamladı..

Buradaki değer bağ teorisi, göreceli olarak doğru bir açıklama yapmak için canlanır. Neden? Çünkü hidrojen sadece iki elektrona sahip olabilir ve -H-link dört elektronun katılımını içerecektir..

Öyleyse, Be-H köprülerini açıklamak₂-Be (iki beyaz küre ile birbirine bağlanmış iki gri küre), moleküler orbital teorisi tarafından sağlananlar gibi bağın diğer karmaşık modellerine ihtiyaç duyar..

Deneysel olarak BeH'in polimerik yapısının bulunduğu tespit edilmiştir.₂ Gerçekten bir zincir değil, üç boyutlu bir ağ.

BeH'in üç boyutlu ağları₂

Üstteki resim, üç boyutlu BeH ağının bir bölümünü göstermektedir.₂. Sarımsı yeşil kürelerin, Be'nin atomlarının, zincirdeki gibi bir tetrahedron oluşturduğuna dikkat edin; ancak, bu yapıda daha fazla sayıda hidrojen köprüsü vardır ve ek olarak, yapısal birim artık BeH değildir₂ ama beh₄.

Aynı BeH yapısal birimleri₂ ve BeH₄ şebekede daha fazla miktarda hidrojen atomu olduğunu gösterir (her Be için 4 H atomu).

Bu, bu ağ içindeki berilyumun elektronik boşluğunu zincir benzeri bir polimer yapısından daha fazla doldurmayı başardığı anlamına gelir..

Ve bu polimerin BeH molekülüne göre en belirgin farkı olarak₂, Be mutlaka mutlaka bir sp hibridizasyon olması gerekir³ (Normalde) Tetrahedral ve doğrusal olmayan geometrileri açıklamak için.

özellikleri

Kovalent karakter

Berilyum hidrid neden kovalent ve iyonik olmayan bir bileşiktir? Grup 2'nin diğer elementlerinin (Mr. Becamgbara) hidritleri iyoniktir, yani bir M katyonundan oluşan katılardan oluşur.²⁺ ve iki hidrit anyon H^- (MGH₂, CaH'ın₂, tu₂). Bu nedenle, BeH₂ Be oluşmaz²⁺ ne de H^- elektrostatik olarak etkileşime girme.

Katyon olmak²⁺ çevresindeki atomların elektronik bulutlarını tahrip eden yüksek polarizasyon gücüyle karakterizedir..

Bu bozulma sonucunda H anyonları^- kovalent bağlar oluşturmaya zorlanırlar; az önce açıklanan yapıların temel taşı olan bağlantılar.

Kimyasal formül

Beh₂ veya (BeH₂) n

Fiziksel görünüm

Renksiz şekilsiz katı.

Suda çözünürlük

Yıkar.

çözünürlük

Dietil eter ve toluen içinde çözünmez.

yoğunluk

0.65 g / cm3 (1.85 g / L). İlk değer gaz fazına, ikincisi ise polimerik katıya atıfta bulunabilir..

reaktivite

Su ile yavaş reaksiyona girer, ancak berilyum klorür, BeCl oluşturmak için HC1 ile hızlı bir şekilde hidrolize edilir.₂.

Berilyum hidrit Lewis bazlarıyla, özellikle trimetilamin, N (CH) ile reaksiyona girer.₃)₃, köprü hidritleriyle dimerik bir eklenti oluşturmak için.

Ayrıca, bir trimerik berilyum diamid oluşturmak için dimetilamin ile reaksiyona girebilir, [Be (N (CH)₃)₂)₂]₃ ve hidrojen. Lityum hidrit ile reaksiyon, burada iyon H^- Lewis'in temelidir, sırayla LIBeH oluşturur₃ ve Li₂Beh₄.

uygulamaları

Berilyum hidrit, moleküler hidrojeni depolamak için umut verici bir yol olabilir. Polimerin ayrıştırılmasıyla H salınır.₂, hangi roket yakıtı olarak hizmet verecek. Bu yaklaşımdan, üç boyutlu ağ zincirlerden daha fazla hidrojen depolardı.

Ayrıca, ağın görüntüsünde görülebileceği gibi, H moleküllerini barındırmaya izin verecek gözenekler vardır.₂.

Aslında, bazı çalışmalar BH'de fiziksel depolamanın nasıl olacağını simüle ediyor₂ kristal yapı; yani, polimer muazzam baskılara maruz kaldı ve farklı miktarlarda hidrojen adsorbe edilen fiziksel özellikleri ne olurdu.

referanslar

1. Vikipedi. (2017). Berilyum hidrit. Alınan: en.wikipedia.org
2. Armstrong, D.R., Jamieson, J. & Perkins, P.G. Theoret. Chim. Açta (1979) Polimerik berilyum hidrür ve polimerik bor hidrürün elektronik yapıları. 51: 163. doi.org/10.1007/BF00554099
3. Bölüm 3: Berilyum Hidrit ve Oligomerleri. Alınan kaynak: shodhganga.inflibnet.ac.in
4. Vikas Nayak, Suman Banger ve U. P. Verma. (2014). BeH'ın Yapısal ve Elektronik Davranışının İncelenmesi₂ Hidrojen Depolama Bileşiği Olarak: Bir Ab İnitio Yaklaşımı. Bilim Konferansı, vol. 2014, Makale numarası 807893, 5 sayfa. doi.org/10.1155/2014/807893
5. Shiver ve Atkins. (2008). İnorganik kimya 1. Gruptaki Elementlerde (Dördüncü baskı). Mc Graw Hill.