Hydride: proprietăți, tipuri, nomenclatură și exemple

O hidrură este hidrogen în forma sa anionică (H-) sau compuși care sunt formați din combinația unui element chimic (metalic sau nemetalic) cu anionul de hidrogen. Dintre elementele chimice cunoscute, hidrogenul este cel al celei mai simple structuri, deoarece atunci când este în stare atomică are un proton în nucleul său și un electron.

În ciuda acestui fapt, hidrogenul se găsește numai în forma sa atomică în condiții de temperaturi destul de ridicate. O altă modalitate de a recunoaște hidrurile este atunci când se observă că unul sau mai mulți atomi de hidrogen central într-o moleculă au un comportament nucleofil, ca agent reducător sau chiar ca bază.

Astfel, hidrogenul are capacitatea de a se combina cu majoritatea elementelor din tabelul periodic pentru a forma diferite substanțe.

Cum se formează hidrurile?

Se formează hidruri atunci când hidrogenul sub formă moleculară este asociat cu un alt element - fie de origine metalică sau nemetalică - direct prin disocierea moleculei pentru a forma un compus nou.

În acest fel, hidrogenul formează legături de tip covalent sau ionic, în funcție de tipul de element cu care este combinat. În cazul asocierii cu metalele tranziționale, se formează hidruri interstițiale cu proprietăți fizice și chimice care pot varia foarte mult de la un metal la altul.

Existența anionilor de hidrură liberă se limitează la aplicarea unor condiții extreme care nu se întâlnesc cu ușurință, astfel că în unele molecule nu este respectată regula octetului.

Este posibil ca alte reguli legate de distribuția electronilor să nu fie date, deoarece trebuie să se aplice expresii de legături de mai multe centre pentru a explica formarea acestor compuși.

Proprietățile fizice și chimice ale hidrurilor

În ceea ce privește proprietățile fizice și chimice, se poate spune că caracteristicile fiecărei hidruri depind de tipul de legătură care se efectuează.

De exemplu, atunci când anionul hidrură este asociat cu un centru electrofil (în general este un atom de carbon nesaturat), compusul format se comportă ca agent reducător, a cărui utilizare este foarte răspândită în sinteza chimică.

Dimpotrivă, atunci când sunt combinate cu elemente precum metalele alcaline, aceste molecule reacționează cu acidul slab (acidul Bronsted) și se comportă ca baze puternice, eliberând gazul hidrogen. Aceste hidruri sunt foarte utile în sinteza organică.

Se observă apoi că natura hidrurilor este foarte variată, fiind capabilă să formeze molecule discrete, solide de tip ionic, polimeri și multe alte substanțe.

Din acest motiv, ele pot fi utilizate ca desicatori, solvenți, catalizatori sau intermediari în reacții catalitice. Ele au, de asemenea, utilizări multiple în laboratoare sau în industrii în diverse scopuri.

Hidruri metalice

Există două tipuri de hidruri: metalice și nemetalice.

Hidrurile metalice sunt acele substanțe binare care sunt formate prin combinarea unui element metalic cu hidrogen, în general unul care este electropozitiv, cum ar fi metale alcaline sau alcalino-pământoase, deși hidrurile interstițiale sunt, de asemenea, incluse.

Acesta este singurul tip de reacție în care hidrogenul (al cărui număr de oxidare este, de obicei, +1) are un electron suplimentar la nivelul său exterior; adică numărul valenței este transformat la -1, deși natura legăturilor în aceste hidruri nu a fost complet definită de discrepanța dintre oamenii de știință ai subiectului.

Hidrurile metalice au câteva proprietăți ale metalelor, cum ar fi duritatea, conductivitatea și luminozitatea lor; dar spre deosebire de metale, hidrurile au o anumită fragilitate, iar stoichiometria lor nu respectă întotdeauna legile greutății chimiei.

Hidruri nemetalice

Acest tip de hidrură rezultă din asocierea covalentă dintre un element nemetalic și hidrogen, astfel încât elementul nemetalic este întotdeauna în cel mai scăzut număr de oxidare pentru a genera o singură hidrură cu fiecare.

De asemenea, acest tip de compuși este, în cea mai mare parte, gazos în condiții standard de mediu (25 ° C și 1 atm). Din acest motiv, multe hidruri nemetalice au puncte de fierbere scăzute, datorită forțelor van der Waals, care sunt considerate slabe.

Unele hidruri din această clasă sunt molecule discrete, altele aparțin grupului de polimeri sau oligomeri și chiar și hidrogenul care a trecut printr-un proces de chimisorbție pe o suprafață poate fi inclus în această listă.

Nomenclatura, cum sunt numite?

Pentru a scrie formula pentru hidrurile metalice, începeți să scrieți metalul (simbolul elementului metalic) urmat de hidrogen (MH, unde M este metalul).

Pentru a le numi începe cu cuvântul hidrura urmat de numele metalului ("M hidru"), deci LiH citește "hidrură de litiu", CaH ₂ citește "hidrură de calciu" și așa mai departe.

În cazul hidrurilor nemetalice, opusul este scris pentru hidrurile metalice; adică începe prin a scrie hidrogenul (simbolul său) care a avut loc de către nonmetal (HX, unde X este nemetalic).

Pentru a le numi, începeți cu numele elementului nemetalic și adăugați sufixul "uro", care se termină cu cuvintele "hidrogen", astfel că HBr citește "bromhidrat de hidrogen", H ₂ S citește "hidrogen sulfurat" și așa mai departe.