Berillio idruro (Beh2)

Struttura chimica dell'idruro beryl. Fonte: Wikimedia Commons

Cos'è l'idruro di berillio?

Lui idruro di berillio È un composto covalente formato da un atomo di berillio e due di idrogeno. La sua formula chimica è Beh₂, Ed essendo covalente, non consiste in ioni²⁺ né h^-. È uno degli idros in metallo più leggeri in grado di sintetizzare.

È prodotto dal trattamento di dimetilberilio, be (cho₃)₂, Con idruro di litio in alluminio, lialh₄. Tuttavia, beh₂ Puro₃)₃)₂ a 210 ° C.

Come singola molecola in uno stato gassoso è una geometria lineare, ma a stato solido e liquido polimerizzato in reti tre -dimensionali disposte. È un solido amorfo in condizioni normali e può diventare cristallino ed esibire proprietà in metallo sotto enormi pressioni.

Rappresenta un possibile metodo di accumulo di idrogeno, sia come fonte di idrogeno durante la decomposizione, o come solido assorbente di gas. Tuttavia, beh₂ È molto tossico e inquinante data la natura altamente polarizzante del berillio.

Struttura chimica di idruro di berillio

Beh molecola₂

Nell'immagine puoi vedere una singola molecola di idruro di berillio in uno stato gassoso. Si noti che la sua geometria è lineare, con gli atomi di H separati l'uno dall'altro da un angolo di 180º. Per spiegare questa geometria, il Bele di BE deve avere ibridazione SP.

Il berillio ha due elettroni di Valencia, che si trovano nell'orbitale 2S. Secondo la teoria dei collegamenti di Valencia, uno degli elettroni orbitali 2S è promosso energicamente all'orbitale 2p e, di conseguenza, ora può formare due legami covalenti con i due SP orbitali ibridi.

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Hai altri due orbitali da 2p puri, senza ibridazione. Con loro vuoto, quello₂ È un composto scarso di elettroni in una forma gassosa e, quindi, quando si è raffreddato e raggruppato le sue molecole, condensano e cristallizzato in un polimero.

Beh Chains₂

Molecole polimerizzate di idruro di berillio. Fonte: Wikimedia Commons

Quando le molecole di Beh₂ Polimerizan, la geometria attorno alla linea di essere di essere cessa di essere lineare e diventa tetraedrico.

In precedenza, la struttura di questo polimero era modellata come se fossero catene con beh unità₂ uniti da ponti idrogeno (immagine superiore, con le sfere in toni bianchi e grigiastri).

A differenza dei ponti idrogeno delle interazioni dipolo-dipolo, hanno un carattere covalente.

Sul ponte Be-H-Be del polimero, sono distribuiti due elettroni tra i tre atomi (Link 3c, 2e), che teoricamente deve essere posizionato con maggiore probabilità attorno all'atomo di idrogeno (perché è più elettronegativo).

D'altra parte, essere circondato da quattro H gestisce.

Qui la teoria del collegamento di Valencia impallidisce per dare una spiegazione relativamente accurata, perché l'idrogeno può avere solo due elettroni e il legame -h- implicherebbe la partecipazione di quattro elettroni.

Quindi, per spiegare i ponti BE-H₂-Essere (due sfere grigie collegate da due sfere bianche) necessitano di altri modelli di legame complessi, come quelli forniti dalla teoria orbitale molecolare.

È stato scoperto sperimentalmente che la struttura polimerica di Beh₂ Non è davvero una catena, ma una rete tridimensionale.

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Beh reti tre -dimensionali₂

Beh Three -Dimensional Network₂. Fonte: Wikimedia Commons

Nell'immagine superiore viene mostrata una sezione della rete a tre dimensioni₂. Si noti che le sfere verdi -yellow, gli atomi di Bea, formano un tetraedro come nella catena.

Tuttavia, in questa struttura ci sono un numero maggiore di ponti idrogeno e anche l'unità strutturale non è più₂ Ma quello₄.

Le stesse unità strutturali₂ e Beh₄ Indicano che nella rete c'è una maggiore abbondanza di atomi di idrogeno (4 atomi per ciascuno BE).

Ciò significa che il berillio all'interno di questa rete riesce a fornire il suo posto vacante elettronico anche più che all'interno di una struttura polimerica di tipo a catena.

E come una differenza più evidente di questo polimero rispetto alla singola molecola di Beh₂, è che l'essere deve necessariamente avere un'ibridazione SP³ (ordinario) Per spiegare le geometrie tetraedriche e non lineari.

Proprietà di idruro di berillio

Carattere covalente

Gli idrane degli altri elementi del gruppo 2 (SR. Becamgbara) sono ionici, cioè sono costituiti da solidi formati da una moneta²⁺ e due anioni Hyduros H^- (MGH₂, Cah₂, Bah₂). Pertanto, Beh₂ Non consiste in essere²⁺ né h^- interagendo elettrostaticamente.

Il catione è²⁺ È caratterizzato dalla sua alta potenza polarizzante, che distorce le nuvole elettroniche degli atomi circostanti.

Come risultato di questa distorsione, gli anioni H^- Sono costretti a formare legami covalenti, collegamenti che sono la pietra angolare delle strutture appena spiegate.

Formula chimica

Beh₂ o (Beh₂) N

Aspetto fisico

Solido amorfo incolore.

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Solubilità dell'acqua

Si decompone.

Solubilità

Insolubile in dietil etere e toluene.

Densità

0,65 g/cm³ (1,85 g/L). Il primo valore può riferirsi alla fase gassosa e il secondo al solido polimero.

Reattività

Reagisce lentamente con l'acqua, ma viene rapidamente idrolizzato da HCl per formare il cloruro di berillio, Becl₂.

L'idruro di berillio reagisce con le basi di Lewis, specificamente trimetilammina, N (CH₃)₃, Per formare un addotto dimicus, con idrori del ponte.

Puoi anche reagire con dimetilammina per formare una diamide berillio trimerica, [BE (N (Cho₃)₂)₂"₃ e idrogeno. La reazione con idruro di litio, dove lo ione h^- È la base di Lewis, sequenzialmente Libeh₃ e li₂Beh₄.

Usi di idruro di berillio

L'idruro di berillio potrebbe rappresentare un modo promettente per conservare l'idrogeno molecolare. Quando il polimero si rompe, mi liberavo h₂, che servirebbe da consumo di razzo.

Da questo approccio, la rete a tre dimensioni immagazzinerebbe più idrogeno delle catene. Allo stesso modo, come si può vedere nell'immagine della rete, ci sono pori che consentono di ospitare le molecole H₂.

In effetti, alcuni studi simulano come sarebbe l'archiviazione fisica in Beh₂ Cristallino, cioè il polimero sottoposto a enormi pressioni e quali sarebbero le sue proprietà fisiche con diverse quantità di idrogeno adsorbito.

Riferimenti

1. Idruro di berillio. Recuperato da.Wikipedia.org
2. Capitolo 3: Hydride berillio e i suoi oligomeri. Recuperato da Shodhganga.Infibnet.AC.In