In der Chemie ist ein hydride das Anion von Wasserstoff, H, oder, allgemeiner, eine Zusammensetzung, in der oder mehr Wasserstoffzentren nucleophilic, das Reduzieren oder die grundlegenden Eigenschaften haben. In Zusammensetzungen, die als hydrides betrachtet werden, wird Wasserstoff zu mehr electropositive Element oder Gruppe verpfändet. Zusammensetzungen, die Metall oder metalloid Obligationen zu Wasserstoff enthalten, werden häufig hydrides genannt, wenn auch diese Wasserstoffzentren einen Pro-Tick-Charakter haben können. Fast alle Elemente bilden binäre Zusammensetzungen mit Wasserstoff, die Ausnahmen, die das edle Benzin und Mn, Fe, Co, Missouri, Tc, Ru, Rh, Ag, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Fr, Ra, Premierminister, und einige der actinides sind.

Das Abbinden

Obligationen zwischen Wasserstoff und anderen Elementen erstrecken sich von hoch covalent zum etwas ionischen. Zusammensetzungen von Hydride passen sich häufig klassischen elektronaufzählenden Regeln nicht an, aber werden sowie in den Mittelpunkt mehrgestellte Obligationen und das metallische Abbinden beschrieben. Hydrides kann Bestandteile von getrennten Molekülen, oligomers oder Polymern, ionischen Festkörpern, chemisorped Monoschichten, Hauptteil-Metalle (zwischenräumliche) und andere Materialien sein. Während hydrides traditionell reagieren, weil Lewis stützt oder abnehmende Agenten, sich etwas Metall hydrides als Wasserstoffatom-Spender und als Säuren benimmt.

Anwendungen

• Hydrides solcher als, Natrium borohydride, Lithiumaluminium hydride, diisobutylaluminium hydride (DIBAL) und fantastischer hydride, werden als abnehmende Agenten in der chemischen Synthese allgemein verwendet. Der hydride trägt zu einem electrophilic Zentrum, normalerweise ungesättigtem Kohlenstoff bei.
• Hydrides wie Natrium hydride und Kalium hydride werden als starke Basen in der organischen Synthese verwendet. Der hydride reagiert mit der schwachen Säure von Bronsted, die H veröffentlicht.
• Hydrides wie Kalzium hydride werden als Sikkative, d. h. trocknende Agenten verwendet, um Spur-Wasser von organischen Lösungsmitteln zu entfernen. Der hydride reagiert mit Wasserformen-Wasserstoff- und Hydroxyd-Salz. Das trockene Lösungsmittel kann dann destilliert sein oder vom "lösenden Topf übertragener vac".
• Hydrides sind in Akku-Technologien wie Nickel-Metall hydride Batterie wichtig. Verschiedenes Metall hydrides ist für den Gebrauch als ein Mittel der Wasserstofflagerung für den Brennstoff zellangetriebene elektrische Autos und andere beabsichtigte Aspekte einer Wasserstoffwirtschaft untersucht worden.
• Komplexe von Hydride sind Katalysatoren und katalytische Zwischenglieder in einer Vielfalt von homogenen und heterogenen katalytischen Zyklen. Wichtige Beispiele schließen hydrogenation, hydroformylation, hydrosilylation, Hydroentschwefelungskatalysatoren ein. Sogar bestimmte Enzyme, der hydrogenase, funktionieren über hydride Zwischenglieder. Das Energietransportunternehmen NADH reagiert als ein hydride Spender oder hydride Entsprechung.

Ion von Hydride

Freie hydride Anionen bestehen nur unter äußersten Bedingungen und werden für die homogene Lösung nicht angerufen. Statt dessen haben viele Zusammensetzungen Wasserstoffzentren mit dem hydridic Charakter.

Beiseite von electride ist das hydride Ion das einfachstmögliche Anion, aus zwei Elektronen und einem Proton bestehend. Wasserstoff hat eine relativ niedrige Elektronsympathie, 72.77 kJ/mol und reagiert exothermically mit Protonen eine starke Basis von Lewis.

:: H + H  H; ΔH = 1676 kJ/mol

Die niedrige Elektronsympathie von Wasserstoff und die Kraft des H-H Bandes (H = 436 kJ/mol) bedeuten, dass das hydride Ion auch ein starker abnehmender Agent sein würde

:: H + 2e 2H; E = 2.25 V

Typen von hydrides

Gemäß der allgemeinen Definition bildet jedes Element des Periodensystems (außer etwas edlem Benzin) einen oder mehr hydrides. Diese Zusammensetzungen sind in drei Haupttypen gemäß der Natur ihres Abbindens eingeteilt worden:

• Ionische hydrides, die bedeutenden ionischen Abbinden-Charakter haben.
• Covalent hydrides, die die Kohlenwasserstoffe und viele andere Zusammensetzungen der covalently Band zu Wasserstoffatomen einschließen.
• Zwischenräumlicher hydrides, der beschrieben werden kann als, das metallische Abbinden zu haben.

Während diese Abteilungen allgemein nicht verwendet worden sind, sind sie noch nützlich, um Unterschiede in hydrides zu verstehen.

Ionischer hydrides

Ionisch oder Salzquelle hydride, ist ein Wasserstoffatom, das zu äußerst electropositive Metall, allgemein ein Alkali metallenes oder alkalisches Erdmetall gebunden ist. In diesen Materialien wird das Wasserstoffatom als ein Pseudohalogenid angesehen. Salzquelle hydrides ist in herkömmlichen Lösungsmitteln unlöslich, ihre nichtmolekularen Strukturen widerspiegelnd. Die meisten ionischen hydrides bestehen als "binäre" Materialien, die nur zwei Elemente einschließlich Wasserstoffs einschließen. Ionische hydrides werden als heterogene Basen und abnehmende Reagenzien in der organischen Synthese verwendet.

:CHC (O) CH + KH → CHC (O) CHK + H

Typische Lösungsmittel für solche Reaktionen sind Äther. Wasser und andere Pro-Tick-Lösungsmittel können als ein Medium für ionischen hydrides nicht dienen, weil das hydride Ion eine stärkere Basis ist als Hydroxyd und die meisten hydroxyl Anionen. Wasserstoffbenzin wird in einer typischen Sauer-Grundreaktion befreit.

:NaH + HO  H (g) + NaOH ΔH = 83.6 kJ/mol, ΔG = 109.0 kJ/mol

Häufig reagiert alkalisches Metall hydrides mit Metallhalogeniden. Lithiumaluminium hydride (häufig abgekürzt als LAH) entsteht aus Reaktionen von Lithium hydride mit dem Aluminiumchlorid.

:4 LiH + AlCl  LiAlH + 3 LiCl

Covalent hydrides

Gemäß der veralteten Definition von hydride covalent bedecken hydrides alle anderen Zusammensetzungen, die Wasserstoff enthalten. Die zeitgenössischere Definition beschränkt hydrides auf Wasserstoffatome, die formell als hydrides und zu Metallzentren gebundene Wasserstoffatome reagieren. In diesen Substanzen ist das hydride Band formell ein covalent Band viel wie das Band, das durch ein Proton in einer schwachen Säure gemacht ist. Diese Kategorie schließt hydrides ein, die als getrennte Moleküle, Polymer oder oligomers und Wasserstoff bestehen, der zu einer Oberfläche chem-adsorbiert worden ist. Besonders Importsegment von covalent sind hydrides kompliziertes Metall hydrides, starker auflösbarer in synthetischen Verfahren allgemein verwendeter hydrides.

Molekulare hydrides schließen häufig zusätzlichen ligands solcher ein, weil diisobutylaluminium hydride (DIBAL) aus zwei Aluminiumzentren besteht, die durch hydride ligands überbrückt sind. Hydrides, die in allgemeinen Lösungsmitteln auflösbar sind, werden in der organischen Synthese weit verwendet. Besonders üblich sind Natrium borohydride (NaBH) und Lithiumaluminium hydride und gehinderte Reagenzien wie DIBAL.

Zwischenräumlicher hydrides oder metallischer hydrides

Zwischenräumliche hydrides bestehen meistens innerhalb von Metallen oder Legierung. Ihr Abbinden wird allgemein metallisch betrachtet. Solche Hauptteil-Übergang-Metalle bilden zwischenräumlichen binären hydrides, wenn ausgestellt, zu Wasserstoff. Diese Systeme sind gewöhnlich mit variablen Beträgen von Wasserstoffatomen im Gitter nichtstochiometrisch. In der Material-Technik ergibt sich das Phänomen von Wasserstoff embrittlement aus der Bildung von zwischenräumlichem hydrides.

Palladium absorbiert bis zu 900mal sein eigenes Volumen von Wasserstoff bei Raumtemperaturen, Palladium hydride bildend. Dieses Material ist als ein Mittel besprochen worden, Wasserstoff für Fahrzeugkraftstoffzellen zu tragen. Zwischenräumliche hydrides zeigen bestimmte Versprechung als ein Weg für die sichere Wasserstofflagerung. Während letzter 25 Jahre wurden viele zwischenräumliche hydrides entwickelt, die sogleich absorbieren und Wasserstoff am Zimmer atmosphärischer und Temperaturdruck entladen. Sie basieren gewöhnlich auf intermetallischen Zusammensetzungen und Legierung der festen Lösung. Jedoch wird ihre Anwendung noch beschränkt, weil sie dazu fähig sind, nur ungefähr 2 Gewicht-Prozent Wasserstoff zu versorgen, der für Automobilanwendungen ungenügend ist.

Übergang-Metall hydride Komplexe

Übergang-Metall hydrides schließt Zusammensetzungen ein, die als covalent hydrides klassifiziert werden können. Einige werden sogar als interstial hydrides und anderes Überbrücken hydrides klassifiziert. Klassisches Übergang-Metall hydride zeigt ein einzelnes Band zwischen dem Wasserstoffzentrum und dem Übergang-Metall. Etwas Übergang-Metall hydrides ist acidic, z.B, HCo (CO) und HFe (CO). Die Anionen [ReH] und [FeH] sind seltene Beispiele eines molekularen homoleptic Metalls hydrides. Als Pseudohalogenide hydride sind ligands zum Abbinden mit positiv polarisierten Wasserstoffzentren fähig. Diese Wechselwirkung, genannt dihydrogen Band ist dem Wasserstoffabbinden ähnlich, das zwischen positiv polarisierten Protonen und electronegative Atomen mit offenen einsamen Paaren besteht.

Deuterides

Hydrides, die schweren Wasserstoff enthalten, sind als deuterides bekannt. Einige deuterides, wie LiD, sind wichtige Fusionsbrennstoffe in Kernwaffen.

Anhang auf der Nomenklatur

Pro-Gezeiten, deuteride, und tritide werden verwendet, um Ionen oder Zusammensetzungen zu beschreiben, die bereicherten Wasserstoff 1, schwerer Wasserstoff oder Tritium beziehungsweise enthalten.

In der Bedeutung des Klassikers bezieht sich hydride auf irgendwelche Zusammensetzungswasserstoffformen mit anderen Elementen, sich über Gruppen 1-16 (die binären Zusammensetzungen von Wasserstoff) erstreckend. Der folgende ist eine Liste der Nomenklatur für die hydride Ableitungen von Hauptgruppenzusammensetzungen gemäß dieser Definition:

• Alkali und alkalische Erdmetalle: Metall hydride
• Bor: borane, BH
• Aluminium: alumane, AlH
• Gallium: gallane, GaH
• Indium: indigane, InH
• Thallium: thallane, TlH
• Kohlenstoff: alkanes, alkenes, alkynes, und alle Kohlenwasserstoffe
• Silikon: silane
• Germanium: zusammenhängender
• Dose: stannane
• Leitung: plumbane
• Stickstoff: Ammoniak ('azane', wenn eingesetzt), hydrazine
• Phosphor: Phosphine (bemerken 'phosphane', ist der IUPAC empfohlen Namen)
• Arsen: Arsine (bemerken 'arsane', ist der IUPAC empfohlen Namen)
• Antimon: Stibine (bemerken 'stibane', ist der IUPAC empfohlen Namen)
• Wismut: Bismuthine (bemerken 'bismuthane', ist der IUPAC empfohlen Namen)
• Helium: Helium hydride (besteht nur als ein Ion)

Gemäß der Tagung oben ist der folgende "Wasserstoffzusammensetzungen" und nicht "hydrides":

• Sauerstoff: Wasser ('oxidane', wenn eingesetzt; Synonym: Sauerstoff hydride), Wasserstoffperoxid
• Schwefel: Wasserstoffsulfid ('sulfane', wenn eingesetzt) Synonym: Schwefel hydride
• Selen: Wasserstoff selenide ('selane', wenn eingesetzt)
• Tellur: Wasserstoff telluride ('tellane', wenn eingesetzt)
• Halogene: Wasserstoffhalogenide

Beispiele:

• Nickel hydride: verwendet in Batterien von NiMH
• Palladium hydride: Elektroden in der kalten Fusion experimentieren
• Lithiumaluminium hydride: Ein starkes abnehmendes Reagenz, das in der organischen Chemie verwendet ist
• Natrium borohydride: auswählendes Spezialisierungsreduzieren-Reagenz, Wasserstofflagerung in Kraftstoffzellen
• Natrium hydride: Eine starke Basis, die in der organischen Chemie verwendet ist
• diborane: Abnehmendes Reagenz, Rakete-Brennstoff, Halbleiter dopant, Katalysator, der in der organischen Synthese verwendet ist; auch borane, pentaborane und decaborane
• arsine: Verwendet, um Halbleiter zu lackieren
• stibine: verwendet in der Halbleiter-Industrie
• phosphine: verwendet für die Ausräucherung
• silane: vieler Industriegebrauch, z.B Fertigung von zerlegbaren Materialien und wasserabstoßenden Mitteln
• Ammoniak: Kühlmittel, Brennstoff, Dünger, vieler anderer Industriegebrauch
• Wasserstoffsulfid: Bestandteil von Erdgas, wichtige Quelle des Schwefels
• Chemisch konnten sogar Wasser und Kohlenwasserstoffe als hydrides betrachtet werden.

Ein bemerkenswertes Ding besteht darin, dass der ganze Festkörper nichtmetallisch & metalloid hydrides hoch feuergefährlich ist. Aber wenn sich Wasserstoff mit Halogenen verbindet, erzeugt er Säuren aber nicht hydrides, und sie sind nicht feuergefährlich.

Prioritätstagung

Gemäß der IUPAC Tagung, durch die Priorität (hat Elektronegativität stilisiert), fällt Wasserstoff zwischen Gruppe 15 und Gruppe 16 Elemente. Deshalb haben wir NH, 'Stickstoff hydride' (Ammoniak), gegen HO, 'Wasserstoffoxyd' (Wasser).

Siehe auch

• Elternteilhydride
• Hydron (Wasserstoff cation)
• Hydronium
• Proton
• Wasserstoffion
• Kompressor von Hydride

Links