Hydrid (zlúčenina)

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
Disambig.svg O anióne vodíka pozri hydrid (anión).

Hydrid je všeobecný názov pre binárne zlúčeniny vodíka s inými prvkami. Vodík, s výnimkou vzácnych plynov a niektorých prechodných prvkov, tvorí zlúčeniny so všetkými prvkami periodickej tabuľky.[1]

Konvenciou je dohodnuté, že aj keď vodík nevystupuje vo všetkých binárnych zlúčeninách ako anión, spoločné pomenovanie hydrid sa vzťahuje aj na tieto zlúčeniny.[2]

Rozdelenie[upraviť | upraviť zdroj]

Kryštálová mriežka hydridu sodného

Vzhľadom na elektronegativitu vodíka, ktorá má podľa Paulinga hodnotu 2,1, sa anión H- vyskytuje len v zlúčeninách s alkalickými kovmi a kovmi alkalických zemín.[3] Tieto zlúčeniny majú charakter iónových zlúčenín a nazývajú sa iónové hyridy. Sú to bezfarebné kryštalické tuhé látky, pripravujú sa priamym zlučovaním vodíka s príslušným prvkom a vo vode sa rozkladajú za vzniku hydroxidu a vodíka, nakoľko vodíkový anión sa správa ako silná zásada.[3]

CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + H2

Druhou skupinou sú kovalentné alebo molekulové hydridy, tvorené zlúčeninami vodíka s prvkami 13. až 17. skupiny.[3] Sú to prevažne plynné alebo kvapalné látky, kde je atóm vodíka viazaný kovalentnou väzbou. Rozlišujú sa podľa eletrónovového nasýtenia na zlúčeniny elektrónovo ekvivalentné (hydridy prvkov 14. skupiny - uhľovodíky, silány), hydridy s voľným elektrónovým párom/pármi - patria sem hydridy prvkov 15. (amoniak, fosfán) a 16. skupiny (voda, sulfán) a halogénvodíky. Elektrónovo deficitné hydridy sú hydridy bóru, hliníka, gália a berýlia, ktoré vo svojej štruktúre obsahujú viaccentrové väzby a jednotlivé centrá prvok-vodík sú previazané vodíkovými mostíkmi.[4][5] Hydridy hliníka a berýlia sa niekedy vyčleňujú ako samostatná skupina polymérnych hydridov.[2]

Kovové hydridy sú poslednou skupinou hydridov. Prechodné prvky (prvky blokov d a f) vytvárajú s vodíkom nestechimetrické zlúčeniny, kde je vodík viazaný v medziuzlových polohách kryštálovej štruktúry kovu a jeho obsah závisí od fyzikálnych podmienok (tlak, teplota).[5] Kovové hydridy majú často kovový vzhľad a sú elektricky vodivé, miera vodivosti však závisí od obsahu vodíka, so zvyšujúcim sa obsahom sa znižuje a naopak.[5]

Názvoslovie[upraviť | upraviť zdroj]

Hydridy kovov 1.-12. skupiny, kde vodík nadobúda oxidačné číslo H-I, sa zlúčenina pomenuje ako hydrid + prídavné meno príslušného katiónu s odpovedajúcou koncovkou podľa oxidačného čísla. Hydridy polokovov a nekovov (prvkov p-bloku) sa tvoria pridaním prípony -án ku koreňu latinského názvu prvku, alebo koncovky -ovodík v prípade halogénov.[6][7]

Prvky 1.-12. skupiny
(vybrané príklady)
Prvky 13. skupiny Prvky 14. skupiny Prvky 15. skupiny
(pniktogény)
Prvky 16. skupiny
(chalkogény)
Prvky 17. skupiny
(halogény)
Vzorec Názov Vzorec Názov Vzorec Názov Vzorec Názov Vzorec Názov Vzorec Názov
LiH hydrid lítny BH3 borán CH4 metán
systémový názov karbán
NH3 amoniak
systémový názov azán
H2O voda
systémový názov oxidán
HF fluorovodík
systémový názov fluorán
CaH2 hydrid vápenatý AlH3 alumán SiH4 silán PH3 fosfán H2S sulfán HCl chlorovodík
systémový názov chlorán
UH3 hydrid uranitý GaH3 galán GeH4 germán AsH3 arzán H2Se selán HBr bromovodík
systémový názov bromán
ZrH4 hydrid zirkoničitý InH3 indán SnH4 stanán SbH3 stibán H2Te telán HI jodovodík
systémový názov jodán
NbH5 hydrid niobičný TlH3 talán PbH4 plumbán BiH3 bizmután H2Po polán HAt astatovodík
systémový názov astatán

V prípade metánu, amoniaku, vody a halogenovodíkov je akceptovaný ich tradičný názov a ich systémové názvy sa používajú len pri vytváraní názvov katiónov, napríklad H2F+ je fluoránium/fluorániový katión.[6]

Okrem týchto zlúčenín môžu niektoré prvky tvoriť zložitejšie zlúčeniny, napríklad borány BxHy alebo uhľovodíky CxHy. Tieto zlúčeniny majú vlastné názvoslovie, ktoré je uvedené na daných stránkach.

Použitie[upraviť | upraviť zdroj]

Iónové hydridy ako hydrid lítny, sodný a draselný sa používajú v organickej syntéze ako silné redukčné činidlá. Ich nevýhodou je rozklad vodou, takže reakčné podmienky musia byť striktne bezvodé.[2] Široké využitie v rôznych oblastiach ľudskej činnosti majú molekulové hydridy, či už je to voda, chlorovodík, amoniak, metán, etán a iné uhľovodíky. Z kovových intersticiálnych zlúčenín sa uvažuje nad možnosťou využitia hydridu paládia ako zdroja vodíka pre palivové články pre jeho schopnosť absorbovať veľké objemy vodíka. Pri chladnutí z červeného žiaru na izbovú teplotu absobuje paládium až 900krát viac vodíka ako je jeho objem a tento je pri zahriatí spätne uvoľnený. Pre túto vlastnosť sa nazýva aj vodíková špongia.[5]

Referencie[upraviť | upraviť zdroj]

  1. GREENWOOD, Norman; EARNSHAW, Alan. Chemistry of the Elements, Second Edition. 2. vyd. Oxford : Butterworth-Heinemann, 1997. 1347 s. ISBN 008-0-37941-9. Kapitola Hydrogen, s. 64-67. (po anglicky)
  2. a b c HOUSECROFT, Catherine E.; SHARPE, Alan G. Inorganic Chemistry. 2. vyd. Harlow : Pearson, 2002. 949 s. ISBN 0130-39913-2. Kapitola Binary hydrides: classification and general properties, s. 251-255. (po anglicky)
  3. a b c Encyclopedia of Inorganic Chemistry. Ed. Bruce R. King. 2nd ed. Chichester, West Sussex, England; Hoboken, NJ : Wiley, 2005-september. 10 zv. (6696 s.) ISBN 978-0-470-86078-6. Kapitola Hydogen: Inorganic Chemistry, s. 1-31. (po anglicky)
  4. PLESCH, Gustáv; TATIERSKY, Jozef. Systematická anorganická chémia. [CD-ROM] Bratislava : OMEGA INFO, 2004. 139 s. ISBN 80-967741-9-0. Kapitola Vodík, s. 10.
  5. a b c d ATKINS, Peter; OVERTON, Tina; ROUKE, Jonatan; WELLER, Mark; ARMSTRONG, Fraser; HAGERMAN, Michael. Shriver and Atkins' Inorganic Chemistry. 5. vyd. Oxford : Oxford Univesity Press, 2010. 824 s. ISBN 978-1-42-921820-7. Kapitola Hydrogen, s. 283-289. (po anglicky)
  6. a b KRIVOSUDSKÝ, Lukáš; GALAMBOŠ, Michal; LEVICKÁ, Jana. STRUČNÝ SPRIEVODCA NÁZVOSLOVÍM ANORGANICKEJ CHÉMIE [online]. Vydavateľstvo UK, 2021, [cit. 2022-07-24]. Dostupné online.
  7. GALAMBOŠ, Michal; TATIERSKY, Jozef; ROSSKOPFOVÁ, Oľga; KUFČÁKOVÁ, Jana. Názvoslovie anorganických látok. Bratislava : Univerzita Komenského Bratislava, 2011. 161 s. ISBN 978-80-223-2966-8. Kapitola Zlúčeniny vodíka, s. 41-42.

Iné projekty[upraviť | upraviť zdroj]

  • Spolupracuj na Commons Commons ponúka multimediálne súbory na tému hydridy