- التركيب الكيميائي
- جزيء BeH
- سلاسل BeH
- شبكات BeH ثلاثية الأبعاد
- الخصائص
- الطابع التساهمي
- صيغة كيميائية
- مظهر جسماني
- الذوبان في الماء
- الذوبان
- كثافة
- التفاعلية
- التطبيقات
- المراجع
و هيدريد البريليوم هو مركب التساهمية التي تشكلت بين البريليوم المعادن القلوية والهيدروجين. صيغته الكيميائية هي BeH 2 ، ولأنها تساهمية ، فهي لا تتكون من Be 2+ أو H - أيونات. إنه ، إلى جانب LiH ، أحد أخف هيدرات المعادن القادرة على تصنيعها.
يتم إنتاجه بمعالجة ثنائي ميثيل البريليوم ، Be (CH 3) 2 ، بهيدريد ألومنيوم الليثيوم ، LiAlH 4. ومع ذلك ، يتم الحصول على أنقى BeH 2 من الانحلال الحراري لـ di-tert-butylberyl ، Be (C (CH 3) 3) 2 عند 210 درجة مئوية.
المصدر: بن ميلز ، من ويكيميديا كومنز
كجزيء فردي في الحالة الغازية فهو خطي في الهندسة ، ولكن في الحالة الصلبة والسائلة فإنه يتبلمر في مصفوفات من شبكات ثلاثية الأبعاد. إنها مادة صلبة غير متبلورة في ظل الظروف العادية ، ويمكن أن تتحول إلى بلورية وتظهر خصائص معدنية تحت ضغط هائل.
إنه يمثل طريقة ممكنة لتخزين الهيدروجين ، إما كمصدر للهيدروجين عند التحلل ، أو كغاز ممتص صلب. ومع ذلك ، فإن BeH 2 شديد السمية وملوث نظرًا لطبيعة البريليوم شديدة الاستقطاب.
التركيب الكيميائي
جزيء BeH
تُظهر الصورة الأولى جزيءًا واحدًا من هيدريد البريليوم في حالة غازية. لاحظ أن هندستها خطية ، مع فصل ذرات H عن بعضها بزاوية 180 درجة. لشرح هذه الهندسة ، يجب أن تحتوي ذرة Be على تهجين س.
يحتوي البريليوم على إلكترونين تكافؤين ، يقعان في مدار 2s. وفقًا لنظرية رابطة التكافؤ ، يتم ترقية أحد الإلكترونات في المدار 2 بقوة إلى المدار 2p ؛ ونتيجة لذلك ، يمكنك الآن تكوين رابطتين تساهمية مع المدارات الهجينة sp.
وماذا عن باقي المدارات الحرة لـ Be؟ يتوفر اثنان من المدارات النقية غير المهجنة 2p. مع وجودها فارغة ، يعتبر BeH 2 مركبًا غازيًا يعاني من نقص الإلكترون ؛ وبالتالي ، عندما تبرد جزيئاتها وتتجمع معًا ، فإنها تتكثف وتتبلور في بوليمر.
سلاسل BeH
المصدر: YourEyesOnly ، من ويكيميديا كومنز
عندما تتبلمر جزيئات BeH 2 ، تتوقف الهندسة المحيطة لذرة Be عن كونها خطية وتصبح رباعية السطوح.
في السابق ، تم تصميم بنية هذا البوليمر كما لو كانت سلاسل بوحدات BeH 2 مرتبطة بروابط هيدروجينية (الصورة العلوية ، مع الكرات باللونين الأبيض والرمادي). على عكس الروابط الهيدروجينية للتفاعلات ثنائية القطب ، فإن لها طابعًا تساهميًا.
في جسر Be-H-Be للبوليمر ، يتم توزيع إلكترونين بين الذرات الثلاث (السندات 3c ، 2e) ، والتي من الناحية النظرية يجب أن تكون موجودة باحتمالية أكبر حول ذرة الهيدروجين (لأنها أكثر كهرسلبية).
من ناحية أخرى ، فإن Be محاطًا بأربعة H تمكن من ملء شاغرها الإلكتروني نسبيًا ، وإكمال ثماني بتات التكافؤ.
هنا تتضاءل نظرية رابطة التكافؤ لإعطاء تفسير دقيق نسبيًا. لماذا ا؟ لأن الهيدروجين يمكن أن يحتوي على إلكترونين فقط ، والرابطة- H- ستشمل أربعة إلكترونات.
وبالتالي ، لشرح جسور Be-H 2 -Be (كرتان رمادية متصلتان بكرتان أبيضتان) ، هناك حاجة إلى نماذج معقدة أخرى للرابطة ، مثل تلك التي توفرها النظرية المدارية الجزيئية.
لقد وجد تجريبياً أن التركيب البوليمري لـ BeH 2 ليس في الواقع سلسلة ، ولكنه شبكة ثلاثية الأبعاد.
شبكات BeH ثلاثية الأبعاد
المصدر: بن ميلز ، من ويكيميديا كومنز
تُظهر الصورة العلوية قسمًا من شبكة ثلاثية الأبعاد لـ BeH 2. لاحظ أن المجالات ذات اللون الأخضر المصفر ، ذرات Be ، تشكل رباعي السطوح كما في السلسلة ؛ ومع ذلك ، يوجد في هذا الهيكل عدد أكبر من الروابط الهيدروجينية ، بالإضافة إلى أن الوحدة الهيكلية لم تعد BeH 2 ولكن BeH 4.
تشير نفس الوحدات الهيكلية BeH 2 و BeH 4 إلى وجود وفرة أكبر من ذرات الهيدروجين في الشبكة (4 ذرات H لكل Be).
هذا يعني أن البريليوم داخل هذه الشبكة قادر على توفير شاغر إلكتروني أكثر من داخل هيكل بوليمري يشبه السلسلة.
ولأن الاختلاف الأكثر وضوحًا لهذا البوليمر فيما يتعلق بجزيء BeH 2 الفردي ، هو أن Be يجب أن يكون بالضرورة تهجينًا sp 3 (عادةً) لشرح الهندسة رباعية السطوح وغير الخطية.
الخصائص
الطابع التساهمي
لماذا هيدريد البريليوم مركب تساهمي وغير أيوني؟ هيدرات العناصر الأخرى للمجموعة 2 (السيد بيكامغبارا) أيونية ، أي أنها تتكون من مواد صلبة مكونة من كاتيون واحد M 2+ واثنين من أنيونات هيدريد H - (MgH 2 ، CaH 2 ، BaH 2). لذلك ، لا يتكون BeH 2 من Be 2+ أو H - يتفاعل كهربائياً.
يتميز Be 2+ الكاتيون بقوته الاستقطابية العالية ، والتي تشوه السحب الإلكترونية للذرات المحيطة.
نتيجة لهذا التشويه ، تضطر H - الأنيونات إلى تكوين روابط تساهمية ؛ الروابط ، والتي تعد حجر الزاوية في الهياكل الموضحة للتو.
صيغة كيميائية
BeH 2 أو (BeH 2) n
مظهر جسماني
صلبة غير متبلورة عديم اللون.
الذوبان في الماء
يتحلل.
الذوبان
غير قابل للذوبان في ثنائي إيثيل الأثير والتولوين.
كثافة
0.65 جم / سم 3 (1.85 جم / لتر). يمكن أن تشير القيمة الأولى إلى الطور الغازي ، بينما تشير القيمة الثانية إلى المادة الصلبة البوليمرية.
التفاعلية
يتفاعل ببطء مع الماء ، ولكنه يتحلل بسرعة بواسطة حمض الهيدروكلوريك لتشكيل كلوريد البريليوم ، BeCl 2.
يتفاعل هيدريد البريليوم مع قواعد لويس ، على وجه التحديد ثلاثي ميثيل أمين ، N (CH 3) 3 ، لتشكيل معقد ثنائي ، مع هيدرات جسرية.
أيضًا ، يمكن أن يتفاعل مع ثنائي ميثيل أمين لتشكيل ثلاثي بريليوم ثنائي ، 3 ، وهيدروجين. التفاعل مع هيدريد الليثيوم ، حيث H - أيون هو قاعدة لويس ، يتشكل بالتتابع LIBeH 3 و Li 2 BeH 4.
التطبيقات
يمكن أن يمثل هيدريد البريليوم طريقة واعدة لتخزين الهيدروجين الجزيئي. عندما يتحلل البوليمر ، فإنه يطلق H 2 ، والذي سيكون بمثابة وقود للصواريخ. من هذا النهج ، ستخزن الشبكة ثلاثية الأبعاد كمية من الهيدروجين أكثر من السلاسل.
وبالمثل ، كما يمكن رؤيته في صورة الشبكة ، هناك مسام تسمح باستيعاب جزيئات H 2.
في الواقع ، تحاكي بعض الدراسات كيف سيكون مثل هذا التخزين المادي في BeH 2 البلوري ؛ أي تعرض البوليمر لضغط هائل ، وما هي خصائصه الفيزيائية بكميات مختلفة من الهيدروجين الممتز.
المراجع
- ويكيبيديا. (2017). هيدريد البريليوم. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
- أرمسترونج ، دكتور جاميسون ، جيه آند بيركنز ، PG Theoret. شيم. اكتا (1979) التركيبات الإلكترونية لهيدريد البريليوم البوليمر وهيدريد البورون البوليمر. 51: 163. doi.org/10.1007/BF00554099
- الفصل الثالث: هيدريد البريليوم وأوليغومراته. تم الاسترجاع من: shodhganga.inflibnet.ac.in
- فيكاس ناياك وسومان بانجر وأب فيرما. (2014). دراسة السلوك الإنشائي والإلكتروني لـ BeH 2 كمركب تخزين الهيدروجين: نهج Ab Initio. أوراق المؤتمر في العلوم ، المجلد. 2014 ، معرف المقالة 807893 ، 5 صفحات. doi.org/10.1155/2014/807893
- رجفة وأتكينز. (2008). الكيمياء غير العضوية. في عناصر المجموعة 1. (الطبعة الرابعة). ماك جراو هيل.