Hydrure de béryllium (BEH2)

Structure chimique de l'hydrure de Beryl. Source: Wikimedia Commons

Qu'est-ce que l'hydrure de béryllium?

Il hydrure de béryllium C'est un composé covalent formé par un atome de béryllium et deux d'hydrogène. Sa formule chimique est beh₂, Et étant covalent, il ne consiste pas à être des ions²⁺ ni h^-. C'est l'un des hydros métalliques plus légers capables de synthétiser.

Il est produit par le traitement de diméthylberilio, be (cho₃)₂, Avec hydrure de lithium en aluminium, lialh₄. Cependant, Beh₂ Pur₃)₃)₂ À 210 ° C.

En tant que molécule individuelle à l'état gazeux, c'est une géométrie linéaire, mais à l'état solide et un liquide polymérisé dans des réseaux disposés à trois dimensions. C'est un solide amorphe dans des conditions normales, et peut devenir cristallin et présenter des propriétés métalliques sous d'énormes pressions.

Il représente une éventuelle méthode de stockage d'hydrogène, soit comme source d'hydrogène lors de la décomposition, soit comme un solide absorbant de gaz. Cependant, Beh₂ Il est très toxique et polluant étant donné la nature très polarisante du béryllium.

Structure chimique de hydrure de béryllium

Molécule beh₂

Dans l'image, vous pouvez voir une molécule individuelle d'hydrure de béryllium dans un état gazeux. Notez que sa géométrie est linéaire, les atomes de H séparés les uns des autres par un angle de 180º. Pour expliquer cette géométrie, la Bele of Be doit avoir une hybridation SP.

Le béryllium possède deux électrons de Valence, qui sont situés dans l'orbital 2S. Selon la théorie de la liaison de Valence, l'un des électrons orbitaux 2S est favorisé énergétiquement vers l'orbital 2p, et en conséquence, il peut désormais former deux liaisons covalentes avec les deux SP orbitaux hybrides.

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Vous avez deux autres orbitales pures 2P disponibles, sans hybridation. Avec eux vide, le Beh₂ Il s'agit d'un mauvais composé d'électrons sous une forme gazeux, et, par conséquent, lorsqu'il est refroidi et regroupé ses molécules, se condenser et cristalliser dans un polymère.

Chaînes beh₂

Molécules polymérisées de beryllium hydrure. Source: Wikimedia Commons

Quand les molécules de Beh₂ Polymérisan, la géométrie autour de la ligne de la ligne cesse d'être linéaire et devient tétraédrique.

Auparavant, la structure de ce polymère a été modélisé comme s'ils étaient des chaînes avec des unités BeH₂ Rejoint par des ponts d'hydrogène (image supérieure, avec les sphères dans les tons blancs et grisâtres).

Contrairement aux ponts d'hydrogène des interactions dipol-dipolo, ils ont un caractère covalent.

Sur le pont BE-H-be du polymère, deux électrons sont distribués entre les trois atomes (Lien 3c, 2e), qui doit théoriquement être placé avec une plus grande probabilité autour de l'atome d'hydrogène (car il est plus électronégatif).

D'un autre côté, le BE entouré de quatre h gère.

Ici, la théorie de la liaison Valencia piste pour donner une explication relativement précise, car l'hydrogène ne peut avoir que deux électrons, et la liaison -H- impliquerait la participation de quatre électrons.

Ainsi, pour expliquer les ponts BE-H₂-Être (deux sphères grises liées par deux sphères blanches) ont besoin d'autres modèles de liaisons complexes, telles que celles fournies par la théorie orbitale moléculaire.

Il a été constaté expérimentalement que la structure polymère du beh₂ Ce n'est pas vraiment une chaîne, mais un réseau à trois dimensions.

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Beh trois réseaux dimensionnels₂

BEH Trois-Dimension Network₂. Source: Wikimedia Commons

Dans l'image supérieure, une section du réseau à trois dimensions de BEL est affichée₂. Notez que les sphères vertes -Yellow, les atomes de Bea, forment un tétraèdre comme dans la chaîne.

Cependant, dans cette structure, il y a un plus grand nombre de ponts d'hydrogène, et également, l'unité structurelle n'est plus le beh₂ Mais le Beh₄.

Les mêmes unités structurelles Beh₂ et beh₄ Ils indiquent que dans le réseau, il y a une plus grande abondance d'atomes d'hydrogène (4 atomes pour chaque BE).

Cela signifie que le béryllium dans ce réseau parvient à fournir encore plus sa vacance électronique que dans une structure polymère de type de chaîne.

Et comme une différence plus évidente de ce polymère par rapport à la molécule individuelle de Beh₂, Est-ce que le Be doit nécessairement avoir une hybridation SP³ (ordinaire) pour expliquer les géométries tétraédriques et non linéaires.

Propriétés de hydrure de béryllium

Caractère covalent

Les herbes des autres éléments du groupe 2 (SR. Becamgbara) sont ioniques, c'est-à-dire qu'ils se composent de solides formés par un m cation²⁺ et deux hyduros h anions^- (MGH₂, Cas₂, Bah₂). Par conséquent, Beh₂ Il ne consiste pas à être²⁺ ni h^- interagissant électrostatiquement.

Le cation soit²⁺ Il se caractérise par sa puissance polarisante élevée, qui déforme les nuages ​​électroniques des atomes environnants.

À la suite de cette distorsion, les anions h^- Ils sont obligés de former des liaisons covalentes, des liens qui sont la pierre angulaire des structures nouvellement expliquées.

Formule chimique

Bel₂ ou (beh₂) n

Aspect physique

Amorphe solide incolore.

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Solubilité dans l'eau

Il se décompose.

Solubilité

Insoluble dans l'éther diéthylique et le toluène.

Densité

0,65 g / cm³ (1,85 g / L). La première valeur peut se référer à la phase gazeuse et la seconde au solide en polymère.

Réactivité

Il réagit lentement avec de l'eau, mais est rapidement hydrolysé par HCl pour former du chlorure de béryllium, Becl₂.

L'hydrure de béryllium réagit avec les bases de Lewis, en particulier la triméthylamine, n (ch₃)₃, Pour former un adduit Dimicus, avec des hydroors de pont.

Vous pouvez également réagir avec la diméthylamine pour former un diamide de béryllium trimérique, [be (n (Cho₃)₂)₂]]₃ et hydrogène. La réaction avec l'hydrure de lithium, où l'ion h^- C'est la base de Lewis, séquentiellement libeh₃ et li₂Bel₄.

Utilisation de hydrure de béryllium

L'hydrure de béryllium pourrait représenter un moyen prometteur de stocker l'hydrogène moléculaire. Lorsque le polymère tombe en panne, je libère h₂, qui servirait de carburant à roquette.

De cette approche, le réseau à trois dimensions stockerait plus d'hydrogène que les chaînes. De même, comme on peut le voir sur l'image du réseau, il y a des pores qui permettraient d'héberger les molécules H₂.

En fait, certaines études simulent quel stocker le stockage dans le commerce₂ Cristallin, c'est-à-dire le polymère soumis à d'énormes pressions, et quelles seraient ses propriétés physiques avec différentes quantités d'hydrogène adsorbé.

Les références

1. Hydrure de béryllium. Récupéré de.Wikipédia.org
2. Chapitre 3: Beryllium Hydrure et ses oligomères. Récupéré de Shodhganga.Infibnet.CA.dans