Beryli hydride

Beryli hydride
Nhận dạng
Số CAS	7787-52-2
PubChem	139073
ChEBI	33787
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ [BeH2]
InChI	đầy đủ 1/Be.2H/rBeH2/h1H2
ChemSpider	17215712
Thuộc tính
Công thức phân tử	BeH2
Khối lượng mol	11,02788 g/mol
Bề ngoài	chất rắn màu trắng vô định hình[1]
Khối lượng riêng	0,65 g/cm³
Điểm nóng chảy	250 °C (523 K; 482 °F)
Điểm sôi
Độ hòa tan trong nước	tan
Độ hòa tan	không tan được trong diethyl ether, toluene
Nhiệt hóa học
Nhiệt dung	30,124 J/mol K
Các nguy hiểm
PEL	TWA 0,002 mg/m³ C 0,005 mg/m³ (30 phút), liều cao nhất ở 0,025 mg/m³ (tính theo Be)[2]
REL	Ca C 0,0005 mg/m³ (tính theo Be)[2]
IDLH	Ca [4 mg/m³ (tính theo Be)][2]
Các hợp chất liên quan
Cation khác	lithi hydride, calci hydride, boron hydrides
Hợp chất liên quan	beryli fluoride
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). Tham khảo hộp thông tin

Beryli hydride (có tên hệ thống là poly[beryllane(2)] và beryli dihydride) là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học (BeH₂)_n (cũng được viết ([BeH
₂])_n hoặc BeH₂). Hydro đất kiềm này là một chất rắn không màu, không hòa tan trong dung môi không phân hủy nó. Không giống như các hydride liên kết ion của các nguyên tố nhóm 2 nặng hơn, beryli hydro được liên kết cộng hóa trị (liên kết ba electron hai tâm).

Tổng hợp

Không giống như các kim loại nhóm 2 khác, beryli không phản ứng với hydro. Thay vào đó, BeH₂ được điều chế từ các hợp chất beryli có sẵn. Nó được tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1951 bằng cách xử lý dimethylberyllium, Be(CH₃)₂, với lithi nhôm hydride, LiAlH₄.^[3]

BeH₂ tinh khiết được hình thành từ quá trình nhiệt phân di-tert-butylberyllium, Be(C(CH₃)₃)₂ ở 210 ℃.^[4]

Một quá trình đến các mẫu rất tinh khiết liên quan đến phản ứng của triphenylphosphine, PPh₃, với beryllium borohydride, Be(BH₄)₂:

Be(BH₄)₂ + 2PPh₃ → 2Ph₃PBH₃ + BeH₂

Kết cấu

BeH₂ thường được hình thành dưới dạng chất rắn màu trắng vô định hình, nhưng dạng tinh thể hình lục phương có mật độ cao hơn (≈ 0,78 g/cm³) đã được báo cáo,^[5] được điều chế bằng cách nung nóng BeH₂ vô định hình dưới áp suất, với 0,5–2,5% LiH như một chất xúc tác.

Một nghiên cứu gần đây đã phát hiện ra rằng beryli hydro tinh thể có một tế bào đơn vị trực giao tập trung vào cơ thể, chứa một mạng lưới tứ diện BeH₄ chia sẻ góc, trái ngược với chuỗi vô hạn phẳng, cầu nối hydro, trước đây được cho là tồn tại trong tinh thể BeH₂.^[6]

Các nghiên cứu về dạng vô định hình cũng thấy rằng nó bao gồm một mạng lưới tứ diện chia sẻ góc.^[7]

Tính chất hóa học

Phản ứng với nước và axit

Berylium hydride phản ứng chậm với nước, bị thủy phân nhanh chóng bởi axit như axit clohydric tạo thành beryli chloride.

Phản ứng với căn cứ của Lewis

Beryllium hydride phản ứng với trimethylamine, N(CH₃)₃ để tạo thành một chất phụ gia dimeric, với hydride bắc cầu.^[8] Tuy nhiên, với dimethylamine, HN(CH₃)_2, nó tạo thành một loại beryllium diamide, [Be(N(CH₃)₂)₂]₃ và hydro. Phản ứng với lithium hydride trong đó ion hydride là base Lewis, tạo thành liên tiếp LiBeH₃ và Li₂BeH₄.

Dihydroberyli

Cấu trúc của khí BeH₂.

Dihydroberyli là một hợp chất có liên quan với công thức hóa học BeH₂ (cũng được viết BeH₂). Đó là một loại khí không thể tồn tại không pha loãng. Dihydroberyli không được hòa tan sẽ tự động tự động hóa thành oligomers. Phân tử BeH₂ tự do được tạo ra bởi sự phóng điện ở nhiệt độ cao đã được xác nhận là tuyến tính với độ dài liên kết Be–H là 133,376 pm. Phép lai của nó là sp.^[9]

Tính chất hóa học

Về lý thuyết, nhóm hydroberyli hai phối hợp (-BeH) trong hydroberyli như dihydroberyli có thể chấp nhận một cặp electron tặng phối tử vào phân tử bằng cách thêm:^[10]

BeH₂ + L → BeH₂L

Do sự chấp nhận của phối tử tặng cặp điện tử (L), dihydroberyli có đặc tính axit Lewis. Dihydroberyli có thể chấp nhận hai cặp electron từ các phối tử, như trong trường hợp của anion tetrahydroberylilat (2-) (BeH²⁻
₄).

Tham khảo

1. Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (ấn bản thứ 2), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-7506-3365-4, tr. 115.
2. ^ “NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0054”. Viện An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp Quốc gia Hoa Kỳ (NIOSH).
3. Glenn D. Barbaras; Clyde Dillard; A. E. Finholt; Thomas Wartik; K. E. Wilzbach & H. I. Schlesinger (1951). “The Preparation of the Hydrides of Zinc, Cadmium, Beryllium, Magnesium and Lithium by the Use of Lithium Aluminum Hydride”. J. Am. Chem. Soc. 73 (10): 4585–4590. doi:10.1021/ja01154a025.
4. G. E. Coates & F. Glockling (1954). “Di-tert.-butylberyllium and beryllium hydride”. J. Chem. Soc.: 2526–2529. doi:10.1039/JR9540002526.
5. G. J. Brendel; E. M. Marlett & L. M. Niebylski (1978). “Crystalline beryllium hydride”. Inorg. Chem. 17 (12): 3589–3592. doi:10.1021/ic50190a051.
6. Gordon S. Smith; Quintin C. Johnson; Deane K. Smith; D. E. Cox; Robert L. Snyder; Rong-Sheng Zhou & Allan Zalkin (1988). “The crystal and molecular structure of beryllium hydride”. Solid State Communications. 67 (5): 491–494. Bibcode:1988SSCom..67..491S. doi:10.1016/0038-1098(84)90168-6.
7. Sujatha Sampath; Kristina M. Lantzky; Chris J. Benmore; Jörg Neuefeind & Joan E. Siewenie (2003). “Structural quantum isotope effects in amorphous beryllium hydride”. J. Chem. Phys. 119 (23): 12499. Bibcode:2003JChPh.11912499S. doi:10.1063/1.1626638.
8. Shepherd Jr., Lawrence H.; Ter Haar, G. L.; Marlett, Everett M. (tháng 4 năm 1969). “Amine complexes of beryllium hydride”. Inorganic Chemistry. 8 (4): 976–979. doi:10.1021/ic50074a051.
9. Peter F. Bernath; Alireza Shayesteh; Keith Tereszchuk; Reginald Colin (2002). “The Vibration-Rotation Emission Spectrum of Free BeH₂”. Science. 297 (5585): 1323–1324. Bibcode:2002Sci...297.1323B. doi:10.1126/science.1074580. PMID 12193780.
10. Sharp, Stephanie B.; Gellene, Gregory I. (ngày 23 tháng 11 năm 2000). “σ Bond Activation by Cooperative Interaction with ns² Atoms: Be + n H₂, n = 1−3”. The Journal of Physical Chemistry A. 104 (46): 10951–10957. doi:10.1021/jp002313m.