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Oxidruro

Un oxihidruro es un compuesto aniónico mixto que contiene iones de óxido O 2− e hidruro H − . Estos compuestos pueden resultar inesperados, ya que se podría esperar que el hidrógeno y el oxígeno reaccionen para formar agua. Pero si los metales que forman los cationes son lo suficientemente electropositivos y las condiciones son lo suficientemente reductoras , se pueden crear materiales sólidos que combinen hidrógeno y oxígeno en el papel de iones negativos. [1]

Producción

El primer oxihidruro que se descubrió fue el oxihidruro de lantano, un descubrimiento de 1982. Se obtuvo calentando óxido de lantano en una atmósfera de hidrógeno a 900 °C. [2] Sin embargo, el calentamiento de óxidos de metales de transición con hidrógeno generalmente da como resultado agua y el metal reducido. [2]

La síntesis topoquímica conserva la estructura básica del compuesto original y solo realiza los reordenamientos mínimos de átomos para convertirse en el producto final. [2] Las transiciones topotácticas conservan la simetría cristalina original. [2] Las reacciones a temperaturas más bajas no distorsionan la estructura existente. Los oxihidruros en una síntesis topoquímica se pueden producir calentando óxidos con hidruro de sodio NaH o hidruro de calcio CaH 2 a temperaturas de 200 a 600 °C. [3] El TiH 2 o el LiH también se pueden utilizar como agente para introducir hidruro. [2] Si se forma hidróxido de calcio o hidróxido de sodio , es posible que se puedan eliminar por lavado. [2] Sin embargo, para algunos óxidos iniciales, este tipo de reducción de hidruro puede producir simplemente un óxido deficiente en oxígeno. [2]

Las reacciones bajo alta presión y alta temperatura pueden resultar del calentamiento de hidruros con óxidos. Se requiere un sello adecuado para la tapa del recipiente, y una de esas sustancias es el cloruro de sodio . [4]

Todos los oxihidruros contienen un metal alcalino , un metal alcalinotérreo o un elemento de tierras raras , que son necesarios para poner carga electrónica en el hidrógeno. [4]

Propiedades

El enlace de hidrógeno en los oxihidruros puede ser covalente , metálico e iónico , dependiendo de los metales presentes en el compuesto. [4]

Los oxihidruros pierden su hidrógeno menos que los hidruros metálicos puros. [3]

El hidrógeno presente en los oxihidruros es mucho más intercambiable. Por ejemplo, los oxinitruros se pueden obtener a temperaturas mucho más bajas calentando el oxihidruro en amoníaco o nitrógeno gaseoso (digamos alrededor de 400 °C en lugar de los 900 °C necesarios para un óxido) [3]. El ataque ácido puede reemplazar al hidrógeno, por ejemplo, el calentamiento moderado en fluoruro de hidrógeno produce compuestos que contienen iones de óxido, fluoruro e hidruro (oxifluorohidruro). [5] El hidrógeno es más termolábil y se puede perder por calentamiento produciendo un compuesto metálico de valencia reducida. [3]

Al cambiar la proporción de hidrógeno y oxígeno se pueden modificar las propiedades eléctricas o magnéticas. Por lo tanto, se puede alterar la brecha de banda . [3] El átomo de hidruro puede ser móvil en un compuesto que experimenta una transferencia de hidruro acoplada a electrones. [4] El ion hidruro es altamente polarizable, por lo que su presencia aumenta la constante dieléctrica y el índice de refracción . [4]

Algunos oxihidruros tienen capacidad fotocatalítica . Por ejemplo, el BaTiO 2,5 H 0,5 puede funcionar como catalizador para la producción de amoniaco a partir de hidrógeno y nitrógeno. [3]

El ion hidruro es bastante variable en tamaño, desde 130 a 153 pm . [4]

El ion hidruro en realidad no solo tiene una carga −1, sino que tendrá una carga que depende de su entorno, por lo que a menudo se escribe como H δ− . [4] En los oxihidruros, el ion hidruro es mucho más compresible que los otros átomos en los compuestos. [4] El hidruro es el único anión sin orbital π , por lo que si se incorpora a un compuesto, actúa como un bloqueador π, reduciendo la dimensionalidad del sólido. [4]

Las estructuras de oxihidruro con metales pesados ​​no se pueden estudiar adecuadamente con difracción de rayos X , ya que el hidrógeno casi no tiene efecto sobre los rayos X. La difracción de neutrones se puede utilizar para observar hidrógeno, pero no si hay absorbentes de neutrones pesados ​​como Eu, Sm, Gd, Dy en el material. [2]

Lista

Tres o más aniones

Véase también

Referencias

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