Гидриды
Гидри́ды, химические соединения водорода с менее электроотрицательными элементами. Наиболее распространённые бинарные гидриды по типу химической связи разделяют на ионные, ковалентные и металлоподобные.
Ионные гидриды
Ионные гидриды образуют щелочные и щёлочноземельные металлы (например, NaH, CaH2 ); представляют собой твёрдые вещества с кристаллической решёткой, содержащей катион металла и гидрид-анион Н– . Термически неустойчивы, обладают высокой химической активностью, сильные восстановители; реагируют с галогенидами или гидридами Al и В, образуя комплексные гидриды: алюмогидриды металлов, борогидриды металлов. Ионные гидриды получают взаимодействием расплавленных металлов с водородом. Применяют в качестве восстановителей (например, для получения металлов из их оксидов или галогенидов, удаления окалины с поверхности изделий из стали или из тугоплавких металлов), в качестве источника водорода, как ракетное топливо.
Ковалентные гидриды
Ковалентные молекулярные гидриды образуют неметаллы, а также Al, Be, Sn, Sb, As, Te, Ge; могут быть газами или летучими жидкостями; электронодефицитные гидриды (например, AlH3 , BeH2 ) образуют полимерные структуры и являются твёрдыми веществами. Некоторые элементы (например, В, Si, Р) образуют значительное число соединений с водородом, содержащих связь «элемент – элемент» (см. Бороводороды, Силаны, Фосфины). Ковалентные гидриды термически неустойчивы, обладают высокой реакционной способностью, сильные восстановители, многие токсичны. Их получают обменными реакциями между галогенидами соответствующих элементов и ионными (главным образом LiH) или комплексными гидридами. SiH4 , GeH4 , AsH3 используют для получения полупроводниковых плёночных покрытий, РН3 , В2 Н6 – защитных покрытий на поверхности металлов.
Металлоподобные гидриды
К металлоподобным относят гидриды переходных металлов и редкоземельных элементов; представляют собой кристаллические вещества с металлическим блеском. Имеют нестехиометрический состав и могут рассматриваться как твёрдые растворы внедрения водорода в металл. Обладают высокими тепло- и электропроводностью. Их получают взаимодействием металлов с водородом (как правило, при значительном повышении давления). Механизм образования металлоподобных гидридов включает адсорбцию молекулярного водорода на поверхности металла, диссоциацию Н2 на атомы и диффузию атомов Н в кристаллическую решётку металла. Металлоподобные гидриды широко используют в качестве катализаторов процессов гидрирования-дегидрирования (главным образом гидриды Ni, Pd, Pt). При взаимодействии водорода с интерметаллическими соединениями (например, TiFe, LaNi5 ) можно получить гидриды интерметаллидов (например, TiFeH2 , LaNi5 H6,7 ), которые с высокой скоростью обратимо поглощают водород при атмосферном давлении. Гидриды металлов и интерметаллидов применяют как гидридные аккумуляторы водорода.
Литература
- Гидриды металлов / под ред. В. Мюллера [и др.] ; пер. с англ. В. А. Бутова [и др.]. – Москва : Атомиздат, 1973.
- Девятых Г. Г. Летучие неорганические гидриды особой чистоты / Г. Г. Девятых, А. Д. Зорин. – Москва : Наука, 1974.
- Водород в металлах / под ред. Г. Алефельда, И. Фелькля ; пер. с англ. под ред. Ю. М. Кагана. – Москва : Мир, 1981. – 2 т. – (Проблемы прикладной физики).