Hydridi-ioni

Hydridi-ioni, negatiivisesti varautunut vetyioni, H - on fysikaalinen järjestelmä, joka koostuu yhdestä protonista ja kahdesta elektronista . Kaksi elektronia muodostavat hydridi -ionin elektronikuoren, jonka elektronikonfiguraatio on 1s 2 . Toisin sanoen hydridi-ionin ydintä ympäröi kahden elektronin pilvi, jossa on antirinnakkaiset elektronispinit [ 1] . Hydridi-ionin muodostumista kuvataan fysikaalisella mallilla vetyatomin iskuionisaatiosta elektronilla . Ionisaatio johtuu ylimääräisen elektronin vangitsemisesta vetyatomilla negatiivisesti varautuneen vetyionin muodostumisen ja energian vapautumisen seurauksena:

{\mathsf {H+e^{-}\rightarrow H^{-},\ \Delta H_{298}^{0}=-66.9kJ/mol))

Elektroni, jolla on negatiivinen alkusähkövaraus (q = 1,6 10 −19 C), luo sähkökentän , jonka voimakkuus on

{\mathsf {E={\frac {q}{R^{2}}}}}

Sähkökentän voimakkuus etäisyydellä R noin 10 Å:n varauksesta on kymmeniä miljoonia voltteja senttimetriä kohden [2] . Tämä sähkökenttä johtaa neutraalin vetyatomin muodonmuutospolarisaatioon , joka tulee elektronin sähkökenttään. Vetyatomin elektronikuoren keskipiste siirtyy ytimeen nähden tietyn etäisyyden L verran vastakkaiseen suuntaan kuin lähestyvä elektroni. Lähestyvä elektroni ikään kuin syrjäyttää siinä olevan elektronin vetyatomista. Muodonmuutos johtaa indusoidun dipolimomentin μ ilmaantumiseen vetyatomissa.

{\mathsf {\mu =\alpha _{e}E=Lq))

Vetyatomin L elektronikuoren keskustan siirtymä on kääntäen verrannollinen vetyatomin etäisyyden neliöön lähestyvään elektroniin R:

{\mathsf {L={\frac {\alpha _{e}}{R^{2}}}}}

Koska vetyatomin elektroninen polarisoituvuus on α e = 0,66Å [3] , niin

{\mathsf {L={\frac {0,6}{R^{2}}}}}

(kuva 1)

Vetyatomin ja elektronin konvergenssi on mahdollista, kunnes molempien elektronien löytämisen todennäköisyystiheysalueiden keskukset tulevat yhtä kaukana yhdistetyn järjestelmän ytimestä - negatiivisesti varautuneesta vetyionista. Tämä järjestelmän tila ilmenee, kun

{\mathsf {r_{e}=L=R={\sqrt[{3}]{0,66}}=0,871A}}

missä r e on hydridi-ionin H - kaksielektronikuoren kiertoradan säde .

Ionirakenteet, jotka sisältävät koostumuksessaan hydridi-ionin H- , tunnetaan. Tämän tyyppiset yhdisteet muodostuvat aktiivisimpien metallien (Na, Ca jne.) suorasta vuorovaikutuksesta vedyn kanssa kuumentamisen aikana. Luonteeltaan ne ovat tyypillisiä suoloja. Kaikki alkalimetallihydridit ( litiumhydridi , natriumhydridi , kaliumhydridi , cesiumhydridi ) muodostavat kuutiokiderakenteen . _ _ Niiden sulatteet ovat erittäin sähköä johtavia; sulan hydridien elektrolyysin aikana vetyä vapautuu anodilla.

Hydridi-ioni H - on välituote orgaanisten yhdisteiden hydrauksessa monisidoksilla, hiilivetyjen dehydrauksessa , Chichibabinin , Sommlen ym. reaktioissa Hydridi-ioni H - muodostuu myös pommittamalla vesimolekyylejä elektroneilla [4] .

Hydridi-ioni H - on elektroniparin luovuttaja donori-akseptorimekanismissa kovalenttisen kemiallisen sidoksen muodostamiseksi , esim.

{\displaystyle {\mathsf {H^{+}+H^{-}\rightarrow H_{2))))

Hydridi-ionin lisääminen BH 3 -molekyyliin johtaa kompleksisen (kompleksisen) ionin muodostumiseen BH 4 - :

{\displaystyle {\mathsf {BH_{3}+H^{-}\rightarrow [BH_{4}]^{-))))

Katso myös

Muistiinpanot

↑ Akhmetov N. S. Epäorgaaninen kemia. - 2. painos, tarkistettu. ja lisää., kanssa ill. - M . : "Korkeakoulu", 1975. - 672 s.
↑ Nekrasov B.V. Yleisen kemian kurssi. - M .: Goshimizdat, 1962. - 976 s.
↑ Kemistin käsikirja. - 2. painos, tarkistettu. ja ylimääräisiä - M. - L .: Kemiallisen kirjallisuuden kustantamo, 1962. - S. 385. - 1071 s.
↑ Chemical Encyclopedic Dictionary / päätoimittaja I. L. Knunyants. - M .: Neuvostoliiton tietosanakirja, 1983. - S. 131 . — 792 s.