tlenowodorek
Tlenowowodorek jest mieszanym związkiem anionowym zawierającym zarówno jony tlenkowe O 2−, jak i jony wodorkowe H− . Związki te mogą być nieoczekiwane, ponieważ można oczekiwać, że wodór i tlen będą reagować, tworząc wodę. Ale jeśli metale tworzące kationy są wystarczająco elektrododatnie , a warunki są wystarczająco redukujące , można wytworzyć stałe materiały, które łączą wodór i tlen w roli jonów ujemnych.
Produkcja
Pierwszym odkrytym tlenowodorkiem był tlenowodorek lantanu, odkrycie z 1982 roku. Został wykonany przez ogrzewanie tlenku lantanu w atmosferze wodoru w temperaturze 900 ° C. Jednak ogrzewanie tlenków metali przejściowych wodorem zwykle prowadzi do redukcji do metalu.
Synteza topochemiczna zachowuje podstawową strukturę związku macierzystego i dokonuje jedynie minimalnych przegrupowań atomów w celu przekształcenia w produkt końcowy. Reakcje topotaktyczne zachowują pierwotną symetrię kryształów. Reakcje w niższych temperaturach nie naruszają istniejącej struktury. Tlenowodorki w syntezie topochemicznej można otrzymać przez ogrzewanie tlenków z wodorkiem sodu NaH lub wodorkiem wapnia CaH 2 w temperaturze od 200 do 600 °C. TiH2 . lub LiH można również stosować jako środek do wprowadzania wodorków Jeśli wodorotlenek wapnia lub wodorotlenek sodu , możliwe jest ich wypłukanie. Jednak w przypadku niektórych wyjściowych tlenków ten rodzaj redukcji wodorków może po prostu dać tlenek z niedoborem tlenu.
Reakcje pod gorącym wodorem pod wysokim ciśnieniem mogą wynikać z ogrzewania wodorków z tlenkami. Wymagane jest odpowiednie uszczelnienie pokrywy pojemnika, a taką substancją jest chlorek sodu .
Wszystkie tlenowodorki zawierają metal alkaliczny, metal ziem alkalicznych lub metal ziem rzadkich, które są potrzebne do nałożenia ładunku elektronicznego na wodór.
Nieruchomości
Wiązania wodorowe w tlenowodorkach mogą być wiązaniami kowalencyjnymi , metalicznymi i jonowymi , w zależności od metali obecnych w związku. Tlenowodorki tracą mniej wodoru niż czyste wodorki metali. Wodór w tlenowodorkach jest znacznie bardziej wymienny. Na przykład tlenoazotki można wytwarzać w znacznie niższych temperaturach przez ogrzewanie tlenowodorku w amoniaku lub gazowym azocie (powiedzmy około 400 ° C zamiast 900 ° C wymagane dla tlenku) Atak kwasu może zastąpić wodór, na przykład umiarkowane ogrzewanie fluorowodorem daje związki zawierające jony tlenkowe, fluorkowe i wodorkowe. (oksyfluorowodorek) Wodór jest bardziej termolabilny i może zostać utracony podczas ogrzewania, dając związek metalu o obniżonej wartościowości.
Zmiana stosunku wodoru i tlenu może zmienić właściwości elektryczne lub magnetyczne. Następnie można zmienić pasmo wzbronione . Atom wodorku może być ruchomy w związku poddawanym przeniesieniu wodorku sprzężonego z elektronami. Jon wodorkowy jest wysoce polaryzowalny, więc jego obecność podniosła stałą dielektryczną i współczynnik załamania światła .
Niektóre tlenowodorki mają zdolność fotokatalityczną . Na przykład BaTiO 2,5 H 0,5 może działać jako katalizator do produkcji amoniaku z wodoru i azotu.
Jon wodorkowy ma dość zmienną wielkość, w zakresie od 130 do 153 pm .
Jon wodorkowy w rzeczywistości ma nie tylko ładunek −1, ale będzie miał ładunek zależny od otoczenia, dlatego często jest zapisywany jako H δ− . W tlenowodorkach jon wodorkowy jest znacznie bardziej ściśliwy niż inne atomy w związkach. Wodorek jest jedynym anionem bez orbitalu π, więc jeśli zostanie włączony do związku, działa jako bloker π, zmniejszając wymiarowość ciała stałego.
Struktur tlenowodorkowych z metalami ciężkimi nie można właściwie badać za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej , ponieważ wodór prawie nie ma żadnego wpływu na promieniowanie rentgenowskie. Dyfrakcję neutronów można wykorzystać do obserwacji wodoru, ale nie wtedy, gdy w materiale znajdują się ciężkie pochłaniacze neutronów, takie jak Eu, Sm, Gd, Dy.
Lista
| Formuła | Struktura | Grupa kosmiczna | Komórka elementarna | tom | Uwagi | Odniesienie |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Na 3 SO 4 H | czworościenny | P 4/ nm | a=7,0034 c=4,8569 | |||
| CaTiO 3−x H x (x ≤ 0,6) | prowadzenie; H w nieuporządkowanej pozycji | |||||
| Mg 2 AlNi X H Z O Y | ||||||
| Sr 2 LiH 3 O | przewodnik jonowy | |||||
| Sr3AlO4H _ _ _ _ | tetragonalny | I4/mcm | a =6,7560 c =11,1568 | |||
| Sr2CaAlO4H _ _ _ _ | tetragonalny | I4/mcm | a= 6,6220 c= 10,9812 | 481.531 | ||
| Sr 21 Si 2 O 5 H 14 | sześcienny | |||||
| Sr 5 (BO 3 ) 3 H | rombowy | Pnma | a= 7,1982, b= 14,1461, c= 9,8215 | 1000.10 | rozkładane przez wodę | |
| LiSr2SiO4H _ _ _ _ | Jednoskośny | P 2 1 / m | a = 6,5863, b = 5,4236, c = 6,9501, β = 112,5637 | stabilny w powietrzu | ||
| Sr5 ( PO4 ) 3H _ _ | sześciokątny | P 6 3 / m | a = 9,7169, c = 7,2747 | 594,83 | dla deuterku | |
| SrTiO 3−x H x (x ≤ 0,6) | prowadzenie; H w nieuporządkowanej pozycji | |||||
| SrVO 2 H | ||||||
| Sr 2 VO 3 H | ||||||
| Sr 3 V 2 O 5 H 2 | ||||||
| SrCrO2H _ _ | sześcienny | produkowane poniżej 5 GPa 1000 ° C | ||||
| Sr3Co2O 4,33 H 0,84 _ _ _ _ | izolator | |||||
| YHO | rombowy | Pnma | a = 7,5367, b = 3,7578, c = 5,3249 | |||
| YO x H y | fotochromowe ; pasmo wzbronione 2,6 eV | |||||
| Zr 3 V 3 OD 5 | ||||||
| Zr 5 Al3OH 5 | ||||||
| Ba3AlO4H _ _ _ _ | rombowy | Pnma | Z =4, a =10,4911, b =8,1518, c =7,2399 | |||
| BaTiO 3−x H x (x ≤ 0,6) | prowadzenie; H w nieuporządkowanej pozycji | |||||
| BaVO 3−x H x (x = 0,3) | 5 GPa sześciokątny, 7 GPa sześcienny | |||||
| BaCrO2H _ _ | sześciokątny | P 6 3 / mmc | a =5,6559 c =13,7707 | |||
| Ba 21 Zn 2 O 5 H 12 | sześcienny | Fd 3 m | a = 20,417 | |||
| Sr2BaAlO4H _ _ _ _ | tetragonalny | I4/mcm | a =6,9093 c =11,2107 | |||
| Ba 21 Cd 2 O 5 H 12 | sześcienny | Fd 3 m | a=20,633 | |||
| Ba 21 Hg 2 O 5 H 12 | sześcienny | Fd 3 m | a=20,507 | |||
| Ba 21 W 2 O 5 H 12 | sześcienny | Fd 3 m | a=20,607 | |||
| Ba 21 Tl 2 O 5 H 12 | sześcienny | Fd 3 m | a=20,68 | |||
| Ba 21 Si 2 O 5 H 14 | sześcienny | Fd 3 m | a=20,336 | |||
| Ba 21 Ge 2 O 5 H 14 | sześcienny | Fd 3 m | a=20,356 | |||
| Ba 21 Sn 2 O 5 H 14 | sześcienny | Fd 3 m | a=20,532 | |||
| Ba 21 Pb 2 O 5 H 14 | sześcienny | Fd 3 m | a=20,597 | |||
| Ba 21 Jako 2 O 5 H 16 | sześcienny | Fd 3 m | a=20,230 | |||
| Ba 21 Sb 2 O 5 H 16 | sześcienny | Fd 3 m | a=20,419 | |||
| BaScO2H _ _ | Sześcienny | po południu 3̅ m | a=4,1518 | |||
| Ba 2 SchH O 3 | H − przewodnik | |||||
| Ba 2 YHO 3 | a=4,38035 c=13,8234 | H − przewodnik | ||||
| Ba3AlO4H _ _ _ _ | ||||||
| Ba 21 Si 2 O 5 H 24 | Fd 3 m | Faza Zintla | ||||
| Ba 21 Ge 2 O 5 H 24 | Fd 3 m | Faza Zintla | ||||
| Ba 21 Ga 2 O 5 H 24 | Fd 3 m | Faza Zintla | ||||
| Ba 21 W 2 O 5 H 24 | Fd 3 m | Faza Zintla | ||||
| La 2 LiH O 3 | ||||||
| La 0,6 Sr 1,4 LiH 1,6 O 2 | H − przewodnik | |||||
| LaSr 3 NiRuO 4 H 4 | ||||||
| LaSrMnO 3,3 H 0,7 | produkcja pod wysokim ciśnieniem | |||||
| LaSrCoO3H 0,7 _ _ | izolator | |||||
| Nd 0,8 Sr 0,2 NiO 2 H x ( x = 0,2–0,5) | nadprzewodnik dla x między 0,22 a 0,28 | |||||
| EuTiO 3−x H x (x ≤ 0,6) | prowadzenie; H w nieuporządkowanej pozycji | |||||
| LiEu 2 HOCl 2 | rombowy | Cmcm | a = 14,923, b = 5,7012, c = 11,4371, Z = 8 | gęstość 5,444; żółty | ||
| LaHO | ||||||
| CeHO | ||||||
| PrHO | ||||||
| NdHO | P 4 /nmm | a=7,8480, c=5,5601 V=342,46 | ||||
| GdHO | fmm | a = 5,38450 | ||||
| HoHO | F 4̅3 m | a = 5,2755 | pod słońcem jasnożółty; różowy w pomieszczeniu | |||
| DyHO | sześcienny | F4̅3m | a=5,3095 | |||
| ErHO | sześcienny | F4̅3m | a=5,24615 | |||
| LuHO | sześcienny | F4̅3m | a=5,17159 | |||
| LuHO | rombowy | Pnma | a = 7,3493, b = 3,6747, c = 5,1985 | |||
| CeNiH Z O Y | Katalizuj etanol do H2 | |||||
| Ba 21 Tl 2 O 5 H 24 | sześcienny | Fd 3 m | a = 20,68 | Faza Zintla | ||
| Ba 21 Bi 2 O 5 H 16 | sześcienny | Fd 3 m | a=20,459 |
Trzy lub więcej anionów
| Formuła | Struktura | Grupa kosmiczna | Komórka elementarna | Uwagi | Odniesienie |
|---|---|---|---|---|---|
| LiEu 2 HOCl 2 | rombowy | Cmcm | a = 1492,30(11) pm, b = 570,12(4) pm, c = 1143,71(8) pm, Z = 8 | żółty |