Hydride: Eigenschaften, Typen, Nomenklaturen und Beispiele

Ein Hydrid ist Wasserstoff in seiner anionischen Form (H-) oder Verbindungen, die aus der Kombination eines chemischen Elements (metallisch oder nichtmetallisch) mit dem Wasserstoffanion gebildet werden. Von den bekannten chemischen Elementen ist Wasserstoff dasjenige mit der einfachsten Struktur, weil es im atomaren Zustand ein Proton in seinem Kern und ein Elektron aufweist.

Trotzdem kommt Wasserstoff nur bei höheren Temperaturen in atomarer Form vor. Ein anderer Weg, Hydride zu erkennen, ist, wenn beobachtet wird, dass ein oder mehrere zentrale Wasserstoffatome in einem Molekül ein nukleophiles Verhalten aufweisen, als Reduktionsmittel oder sogar als Base.

Somit kann sich Wasserstoff mit den meisten Elementen des Periodensystems zu unterschiedlichen Substanzen verbinden.

Wie entstehen Hydride?

Hydride entstehen, wenn Wasserstoff in seiner molekularen Form direkt mit einem anderen Element - entweder metallischen oder nichtmetallischen Ursprungs - assoziiert wird, indem das Molekül unter Bildung einer neuen Verbindung dissoziiert wird.

Auf diese Weise bildet Wasserstoff Bindungen vom kovalenten oder ionischen Typ, abhängig von der Art des Elements, mit dem er kombiniert ist. Bei der Assoziierung mit Übergangsmetallen entstehen interstitielle Hydride mit physikalischen und chemischen Eigenschaften, die von Metall zu Metall sehr unterschiedlich sein können.

Das Vorhandensein von Hydridanionen in freier Form ist auf die Anwendung extremer Bedingungen beschränkt, die nicht leicht auftreten, sodass in einigen Molekülen die Oktettregel nicht eingehalten wird.

Es ist möglich, dass andere Regeln, die sich auf die Verteilung von Elektronen beziehen, nicht gegeben sind und Ausdrücke von Verknüpfungen mehrerer Zentren anwenden müssen, um die Bildung dieser Verbindungen zu erklären.

Physikalische und chemische Eigenschaften von Hydriden

In Bezug auf physikalische und chemische Eigenschaften kann gesagt werden, dass die Eigenschaften jedes Hydrids von der Art der durchgeführten Bindung abhängen.

Wenn beispielsweise das Hydridanion mit einem elektrophilen Zentrum assoziiert ist (im Allgemeinen ist es ein ungesättigtes Kohlenstoffatom), verhält sich die gebildete Verbindung wie ein Reduktionsmittel, dessen Verwendung in der chemischen Synthese sehr verbreitet ist.

Im Gegensatz dazu reagieren diese Moleküle in Kombination mit Elementen wie Alkalimetallen mit der schwachen Säure (Brönsted-Säure) und verhalten sich wie starke Basen, wobei Wasserstoffgas freigesetzt wird. Diese Hydride sind in der organischen Synthese sehr nützlich.

Es wird dann beobachtet, dass die Natur der Hydride sehr unterschiedlich ist und diskrete Moleküle, Feststoffe vom ionischen Typ, Polymere und viele andere Substanzen bilden kann.

Aus diesem Grund können sie als Trockenmittel, Lösungsmittel, Katalysatoren oder Zwischenprodukte bei katalytischen Reaktionen eingesetzt werden. Sie haben auch vielfältige Verwendungsmöglichkeiten in Laboratorien oder in der Industrie für verschiedene Zwecke.

Metallhydride

Es gibt zwei Arten von Hydriden: metallische und nichtmetallische.

Metallhydride sind solche binären Substanzen, die durch die Kombination eines metallischen Elements mit Wasserstoff gebildet werden, im Allgemeinen eines, das elektropositiv ist, wie Alkali- oder Erdalkalimetalle, obwohl auch interstitielle Hydride enthalten sind.

Dies ist der einzige Reaktionstyp, bei dem Wasserstoff (dessen Oxidationszahl normalerweise +1 beträgt) ein zusätzliches Elektron am äußersten Rand aufweist. das heißt, seine Valenzzahl wird in -1 umgewandelt, obwohl die Art der Bindungen in diesen Hydriden nicht vollständig durch die Diskrepanz der Gelehrten des Fachs definiert wurde.

Metallhydride haben einige Eigenschaften von Metallen, wie z. B. ihre Härte, Leitfähigkeit und Helligkeit; Im Gegensatz zu Metallen weisen Hydride jedoch eine gewisse Zerbrechlichkeit auf und ihre Stöchiometrie entspricht nicht immer den Gewichtsgesetzen der Chemie.

Nichtmetallische Hydride

Diese Art von Hydrid ergibt sich aus der kovalenten Assoziation zwischen einem nichtmetallischen Element und Wasserstoff, so dass das nichtmetallische Element immer in seiner niedrigsten Oxidationszahl vorliegt, um mit jedem ein einziges Hydrid zu erzeugen.

Es hat auch, dass diese Art von Verbindungen in den meisten Fällen unter normalen Umgebungsbedingungen (25 ° C und 1 atm) gasförmig sind. Aus diesem Grund haben viele nichtmetallische Hydride aufgrund der Van-der-Waals-Kräfte, die als schwach angesehen werden, niedrige Siedepunkte.

Einige Hydride dieser Klasse sind diskrete Moleküle, andere gehören zur Gruppe der Polymere oder Oligomere, und sogar Wasserstoff, der auf einer Oberfläche einen Chemisorptionsprozess durchlaufen hat, kann in diese Liste aufgenommen werden.

Nomenklatur, wie heißen sie?

Um die Formel für Metallhydride zu schreiben, schreiben Sie zunächst das Metall (das Symbol des Metallelements), gefolgt vom Wasserstoff (MH, wobei M das Metall ist).

Ihre Bezeichnung beginnt mit dem Wort Hydrid, gefolgt vom Namen des Metalls ("M-Hydrid"). LiH steht für "Lithiumhydrid", CaH _{2 für} "Calciumhydrid" und so weiter.

Im Fall von nichtmetallischen Hydriden ist das Gegenteil für metallische Hydride geschrieben; das heißt, es beginnt mit dem Schreiben des Wasserstoffs (seines Symbols), der vom Nichtmetall (HX, wobei X das Nichtmetall ist) passiert ist.

Beginnen Sie mit dem Namen des nichtmetallischen Elements und fügen Sie das Suffix "uro" hinzu, das mit den Worten "hydrogen" ("X-uro de hydrogen") endet, sodass HBr "hydrogen bromide", H liest ₂ S liest "Schwefelwasserstoff" und so weiter.