Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Гидрид натрия
Гидрид натрия
Натрий-гидрид-3D-vdW.png
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard100.028.716 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 231-587-3
UNII
  • InChI = 1S / Na.H ☒N
    Ключ: MPMYQQHEHYDOCL-UHFFFAOYSA-N ☒N
  • InChI = 1 / Na.H / q + 1; -1
    Ключ: BZKBCQXYZZXSCO-UHFFFAOYAY
  • InChI = 1S / Na.H / q + 1; -1
    Ключ: BZKBCQXYZZXSCO-UHFFFAOYSA-N
  • [H -]. [Na +]
Характеристики
Неа
Молярная масса23,998 г / моль [1]
Внешностьбелое или серое твердое вещество
Плотность1,39 г / см 3 [1]
Температура плавления638 ° C (1180 ° F, 911 K) (разлагается) [1]
Реагирует с водой [1]
Растворимостьне растворим в аммиаке , бензоле , CCl 4 , CS 2
1,470 [2]
Структура
ГЦК ( NaCl ), cF8
Фм 3 м, №225
а  = 498 вечера
4
Октаэдрический (Na + )
Октаэдрический (H - )
Термохимия [4] [3]
Теплоемкость ( C )
36,4 Дж / моль К
Стандартная мольная энтропия ( S o 298 )
40,0 Дж · моль −1 · K −1 [3]
Std энтальпия формации (Δ F H ⦵ 298 )
−56,3 кДж · моль −1
Свободная энергия Гиббса (Δ f G ˚)
-33,5 кДж / моль
Опасности [5]
Основные опасностисильнокоррозийный, пирофорный на воздухе, бурно реагирует с водой
Паспорт безопасностиВнешний паспорт безопасности материала
Пиктограммы GHS
Сигнальное слово GHSОпасность
Положения об опасности GHS
H260
NFPA 704 (огненный алмаз)
3
3
2
W
точка возгораниягорючий
Родственные соединения
Другие анионы
Боргидрид
натрия Гидроксид натрия
Другие катионы
Гидрид лития Гидрид
калия Гидрид
рубидия Гидрид
цезия
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?)проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Гидрид натрия является химическим соединением с эмпирической формулой Na H . Этот гидрид щелочного металла в основном используется в качестве сильного, но горючего основания в органическом синтезе . NaH представляет собой солевой (солеподобный) гидрид , состоящий из ионов Na + и H - , в отличие от молекулярных гидридов, таких как боран , метан , аммиак и вода . Это ионный материал, нерастворимый в органических растворителях (хотя и растворимый в расплавленном Na), что согласуется с тем фактом, что H -ионы не существуют в растворе. Из-за нерастворимости NaH все реакции с участием NaH происходят на поверхности твердого тела.

Основные свойства и структура [ править ]

NaH образуется в результате прямой реакции водорода и жидкого натрия. [7] Чистый NaH бесцветен, хотя образцы обычно кажутся серыми. NaH составляет ок. На 40% плотнее Na (0,968 г / см 3 ).

NaH, как и LiH , KH , RbH и CsH , принимает кристаллическую структуру NaCl . В этом мотиве каждый ион Na + окружен шестью H - центрами в октаэдрической геометрии. Ионные радиусы Н - (146 часов в NaH) и Р - (133 мкм) сравнимы, если судить по расстояниям NaH и Na-F. [8]

«Обратный гидрид натрия» [ править ]

Очень необычная ситуация возникает в соединении, получившем название «обратный гидрид натрия», которое содержит ионы Na - и H + . Na - представляет собой алкалид , и это соединение отличается от обычного гидрида натрия тем, что имеет гораздо более высокое содержание энергии из-за чистого смещения двух электронов от водорода к натрию. Производное этого «обратного гидрида натрия» возникает в присутствии основного адаманзана . Эта молекула необратимо инкапсулирует H + и защищает его от взаимодействия с алкалидом Na - . [9] Теоретическая работа предполагает, что даже незащищенный протонированный третичный амин в комплексе с алкалидом натрия может быть метастабильным в определенных условиях растворителя, хотя барьер для реакции будет небольшим, и найти подходящий растворитель может быть затруднительно. [10]

Приложения в органическом синтезе [ править ]

Как сильная база [ править ]

NaH - это основа широкого применения в органической химии. [11] В качестве суперосновы он способен депротонировать ряд даже слабых кислот Бренстеда с образованием соответствующих производных натрия. Типичные «легкие» субстраты содержат связи ОН, NH, SH, включая спирты , фенолы , пиразолы и тиолы .

NaH, в частности, депротонирует углеродные кислоты (т.е. связи CH), такие как 1,3- дикарбонилы, такие как эфиры малоновой кислоты . Полученные производные натрия можно алкилировать. NaH широко используется для содействия реакции конденсации карбонильных соединений с помощью конденсации Дикман , Штобб конденсации , Darzens конденсации и Кляйзена конденсации . Другие углеродные кислоты, подверженные депротонированию под действием NaH, включают соли сульфония и ДМСО . NaH используется для получения илидов серы , которые, в свою очередь, используются для превращения кетонов в эпоксиды , как в реакции Джонсона – Кори – Чайковского..

В качестве восстановителя [ править ]

NaH восстанавливает некоторые соединения основной группы, но аналогичная реакционная способность очень редко встречается в органической химии ( см. Ниже ). [12] В частности, трифторид бора реагирует с образованием диборана и фторида натрия : [7]

6 NaH + 2 BF 3 → B 2 H 6 + 6 NaF

Связи Si-Si и SS в дисиланах и дисульфидах также восстанавливаются.

Ряд реакций восстановления, включая гидродецианирование третичных нитрилов, восстановление иминов до аминов и амидов до альдегидов, может быть осуществлен с помощью составного реагента, состоящего из гидрида натрия и иодида щелочного металла (NaH: MI, M = Li, Na ). [13]

Хранение водорода [ править ]

Хотя коммерчески незначительный гидрид натрия был предложен для хранения водорода в транспортных средствах на топливных элементах . В одной экспериментальной реализации пластиковые гранулы, содержащие NaH, измельчаются в присутствии воды для высвобождения водорода. Одной из проблем, связанных с этой технологией, является регенерация NaH из NaOH. [14]

Практические соображения [ править ]

Гидрид натрия продается в виде смеси 60% гидрида натрия (мас. / Мас.) В минеральном масле . С такой дисперсией безопаснее обращаться и взвешивать, чем с чистым NaH. Соединение часто используется в этой форме, но чистое серое твердое вещество может быть получено путем промывки коммерческого продукта пентаном или ТГФ, при этом следует соблюдать осторожность, поскольку отработанный растворитель будет содержать следы NaH и может воспламениться на воздухе. Реакции с участием NaH требуют безвоздушных методов . Обычно NaH используется в виде суспензии в ТГФ , растворителе, который сопротивляется атаке сильных оснований, но может сольватировать многие реакционноспособные соединения натрия.

Безопасность [ править ]

NaH может воспламеняться на воздухе , особенно при контакте с водой, с выделением водорода , который также легко воспламеняется. Гидролиз превращает NaH в гидроксид натрия ( NaOH ), едкое основание . На практике большая часть гидрида натрия выпускается в виде дисперсии в масле, с которой можно безопасно работать на воздухе. [15]

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б в г Хейнс, стр. 4,86
  2. ^ Бацанов, Степан С .; Ручкин Евгений Д .; Порошина, Инга А. (2016). Показатели преломления твердых тел . Springer. п. 35. ISBN 978-981-10-0797-2.
  3. ^ a b Zumdahl, Стивен С. (2009). Химические принципы 6-е изд . Компания Houghton Mifflin. п. A23. ISBN 978-0-618-94690-7.
  4. ^ Хейнс, стр. 5,35
  5. ^ Номер индекса. 001-002-00-4 Приложения VI, Часть 3 к Регламенту (ЕС) № 1272/2008 Европейского парламента и Совета от 16 декабря 2008 г. о классификации, маркировке и упаковке веществ и смесей, изменяющих и отменяющих Директивы 67/548 / EEC и 1999/45 / EC, а также внесение поправок в Регламент (EC) № 1907/2006 . OJEU L353, 31.12.2008, стр. 1–1355, стр. 340.
  6. ^ "New Environment Inc. - NFPA Chemicals" . www.newenv.com . Архивировано 27 августа 2016 года.
  7. ^ а б Холлеман, AF; Виберг, Э. "Неорганическая химия" Academic Press: Сан-Диего, 2001. ISBN 0-12-352651-5 . 
  8. ^ Уэллс, AF (1984). Структурная неорганическая химия , Оксфорд: Clarendon Press
  9. ^ Редько, М.Ю .; Власса, М .; Джексон, Дж. Э .; Misiolek, AW; Хуанг, Р.Х .; Краситель, JL; и другие. (2002). « » Inverse Гидрид натрия «: кристаллическая соль , которая содержит H + и Na - ». Варенье. Chem. Soc . 124 (21): 5928–5929. DOI : 10.1021 / ja025655 + . PMID 12022811 . 
  10. ^ Савицкая, Агнешка; Скурский, Петр; Саймонс, Джек (2003). «Обратный гидрид натрия: теоретическое исследование» (PDF) . Варенье. Chem. Soc . 125 (13): 3954–3958. DOI : 10.1021 / ja021136v . PMID 12656631 . Архивировано (PDF) из оригинала на 2013-02-09.  
  11. ^ Энциклопедия реагентов для органического синтеза (Эд: Л. Пакетт) 2004, J. Wiley & Sons, Нью-Йорк. DOI : 10.1002 / 047084289X .
  12. ^ Тоже, Пей Чуй; Чан, Го Хао; Тнай, Я Линь; Хирао, Хадзиме; Чиба, Сюнсуке (07.03.2016). Ранние примеры действия NaH в качестве донора гидрида см. В ссылке. [3] в нем. «Восстановление гидрида композицией гидрид-йодид натрия» . Angewandte Chemie International Edition . 55 (11): 3719–3723. DOI : 10.1002 / anie.201600305 . ISSN 1521-3773 . PMC 4797714 . PMID 26878823 .   
  13. ^ Онг, Дерек Йирен; Теджо, Чипутра; Сюй, Кай; Хирао, Хадзиме; Чиба, Сюнсуке (01.01.2017). «Гидродегалогенирование галоаренов композитом гидрид-йодид натрия». Angewandte Chemie International Edition . 56 (7): 1840–1844. DOI : 10.1002 / anie.201611495 . ISSN 1521-3773 . PMID 28071853 .  
  14. ^ ДиПьетро, ​​Дж. Филип; Скольник, Эдвард Г. (октябрь 1999 г.). «Анализ системы хранения водорода на основе гидрида натрия, разрабатываемой PowerBall Technologies, LLC» (PDF) . Министерство энергетики США, Управление энергетических технологий. Архивировано (PDF) из оригинала 13 декабря 2006 года . Проверено 1 сентября 2009 .
  15. Перейти ↑ The Dow Chemical Company - Home . www.rohmhaas.com .

Цитированные источники [ править ]

  • Хейнс, Уильям М., изд. (2016). CRC Справочник по химии и физике (97-е изд.). CRC Press . ISBN 9781498754293.