Hydrid ion

Hydridion, negativt ladet hydrogenion, H - er et fysisk system bestående af en proton og to elektroner . To elektroner danner hydridionens elektronskal , hvis elektroniske konfiguration er 1s 2 . Med andre ord er hydridionens kerne omgivet af en to-elektronsky med antiparallelle elektronspin [ 1] . Dannelsen af en hydridion er beskrevet af en fysisk model for stødionisering af et brintatom med en elektron. Ionisering skyldes indfangning af en yderligere elektron af et brintatom med dannelse af en negativt ladet hydrogenion og frigivelse af energi:

{\mathsf {H+e^{-}\rightarrow H^{-},\ \Delta H_{298}^{0}=-66,9kJ/mol))

En elektron med en negativ elementær elektrisk ladning (q = 1,6 10 −19 C), skaber et elektrisk felt med en styrke

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

Den elektriske feltstyrke i en afstand R fra en ladning på omkring 10 Å er titusinder af millioner volt pr. centimeter [2] . Dette elektriske felt fører til en deformationspolarisering af et neutralt brintatom, der kommer ind i det elektriske felt af en elektron. Centrum af brintatomets elektronskal forskydes i forhold til kernen med en vis afstand L i modsat retning af den nærgående elektron. Den nærgående elektron fortrænger så at sige elektronen i den fra brintatomet. Deformationen fører til fremkomsten af et induceret dipolmoment μ i brintatomet.

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

Forskydningen af midten af elektronskallen af hydrogenatomet L er omvendt proportional med kvadratet af afstanden mellem hydrogenatomet og den nærmer sig elektron R:

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

Da brintatomets elektroniske polariserbarhed er α e = 0,66Å [3] , så

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

(fig.1)

Konvergensen af brintatomet og elektronen er mulig, indtil centrene for sandsynlighedsdensitetsområderne for at finde begge elektroner bliver lige langt fra kernen i det kombinerede system - en negativt ladet hydrogenion. Denne tilstand af systemet opstår, når

{\mathsf {r_{e}=L=R={\sqrt[{3}]{0.66}}=0.871A}}

hvor r e er kredsløbsradius for to-elektronskallen af hydridionen H - .

Ioniske strukturer, der i deres sammensætning indeholder hydridionen H - er kendte. Forbindelser af denne type dannes ved direkte vekselvirkning af de mest aktive metaller (Na, Ca, etc.) med brint under opvarmning. I sagens natur er de typiske salte. Alle alkalimetalhydrider ( lithiumhydrid , natriumhydrid , kaliumhydrid , cæsiumhydrid ) danner en kubisk krystalstruktur . Deres smelter er stærkt elektrisk ledende; under elektrolysen af smeltede hydrider frigives brint ved anoden.

Hydridion H - er et mellemprodukt i hydrogeneringen af organiske forbindelser ved multiple bindinger, dehydrogenering af kulbrinter , i reaktionerne af Chichibabin , Sommle m.fl. Hydridion H - dannes også ved at bombardere vandmolekyler med elektroner [4] .

Hydridionen H - er en elektronpardonor i donor-acceptormekanismen til dannelse af en kovalent kemisk binding , f.eks.

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

Tilføjelsen af en hydridion til et BH 3 molekyle fører til dannelsen af en kompleks (kompleks) ion BH 4 - :

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

Se også

Noter

↑ Akhmetov N. S. Uorganisk kemi. - 2. udg., revideret. og tilf., med ill. - M . : "Højskole", 1975. - 672 s.
↑ Nekrasov B.V. Kursus i generel kemi. - M. : Goshimizdat, 1962. - 976 s.
↑ Håndbog om en kemiker. - 2. udg., revideret. og yderligere - M. - L .: Forlag for kemisk litteratur, 1962. - S. 385. - 1071 s.
↑ Chemical Encyclopedic Dictionary / chefredaktør I. L. Knunyants. - M . : Soviet Encyclopedia, 1983. - S. 131 . — 792 s.