| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Гидрид цинка (II) | |
| Систематическое название ИЮПАК Дигидрид цинка | |
| Другие названия Гидрид цинка Цинкан | |
| Идентификаторы | |
| |
3D модель ( JSmol ) | |
| ChemSpider | |
PubChem CID | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| |
| |
| Характеристики | |
| ZnH 2 | |
| Молярная масса | 67,425 г моль -1 |
| Появление | Белые кристаллы |
| Состав | |
| линейный по Zn | |
| линейный | |
| 0 Д | |
| Родственные соединения | |
Родственные соединения | Гидрид ртути (II) Гидрид кадмия (II) |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
 проверить ( что есть ?)  | |
| Ссылки на инфобоксы | |
Гидрид цинка - это неорганическое соединение с химической формулой Zn H 2 . Это белое твердое вещество без запаха, которое медленно разлагается на элементы при комнатной температуре; несмотря на это, он является наиболее стабильным из бинарных гидридов переходных металлов первого ряда . Разнообразие координационных соединений , содержащих ZnH связи используются в качестве восстановителей , [1] Однако ZnH 2 сама по себе не имеет общих приложений.
Открытие и синтез [ править ]
Гидрид цинка (II) был впервые синтезирован в 1947 году Германом Шлезингером в результате реакции между диметилцинком и алюмогидридом лития ; [2] процесс, который был несколько опасен из-за пирофорной природы Zn (CH 3 ) 2 .
Более поздние методы были преимущественно реакциями метатезиса солей между галогенидами цинка и гидридами щелочных металлов, которые были значительно более безопасными. [3] [4] Примеры включают:
- ZnBr 2 + 2 LiH → ZnH 2 + 2 LiBr
- ZnI 2 + 2 NaH + → ZnH 2 + 2 NaI
- ZnI 2 + 2 LiAlH 4 → ZnH 2 + AlH 3 + 2 LiI
Небольшие количества газообразного гидрида цинка (II) были также получены лазерной абляцией цинка в атмосфере водорода [5] [6] и другими методами с высокой энергией. Эти методы использовались для оценки свойств газовой фазы.
Химические свойства [ править ]
Структура [ править ]
Новые данные свидетельствуют о том, что в гидриде цинка (II) элементы образуют одномерную сеть ( полимер ), будучи связаны ковалентными связями . [7] Другие низшие гидриды металлов полимеризуются аналогичным образом (например, гидрид алюминия ). Твердый гидрид цинка (II) является продуктом необратимой автополимеризации молекулярной формы, и молекулярная форма не может быть выделена в концентрированном виде. Солюбилизация гидрида цинка (II) в неводных растворителях включает аддукты с молекулярным гидридом цинка (II), такие как ZnH 2 (H 2 ), в жидком водороде.
Стабильность [ править ]
Гидрид цинка (II) медленно разлагается до металлического цинка и H 2 при комнатной температуре, причем разложение становится быстрым, если его нагреть выше 90 ° C. [8]
- ZnH 2 → H 2 + Zn 0
Он легко окисляется и чувствителен как к воздуху, так и к влаге; медленно гидролизуется водой, но бурно водными кислотами [3], что указывает на возможную пассивацию за счет образования поверхностного слоя ZnO . Несмотря на это, более старые образцы могут быть пирофорными. [3] Таким образом, гидрид цинка можно считать в лучшем случае метастабильным , однако он по-прежнему является наиболее стабильным из всех бинарных гидридов переходных металлов первого ряда (см. Гидрид титана (IV) ).
Молекулярная форма [ править ]
Молекулярный гидрид цинка (II), ZnH 2 , был недавно идентифицирован как летучий продукт подкисленного восстановления ионов цинка боргидридом натрия . [ необходима цитата ] Эта реакция аналогична подкисленному восстановлению литийалюмогидридом , однако большая часть образующегося гидрида цинка (II) находится в молекулярной форме. Это может быть связано с более низкой скоростью реакции, что предотвращает накопление полимеризующейся концентрации по мере развития реакции. Это следует за более ранними экспериментами по прямому синтезу из элементов. Взаимодействие возбужденных атомов цинка с молекулярным водородом в газовой фазе исследовали Брекенридж и др.с использованием методов лазерного насоса-зонда. [ необходима цитата ] Благодаря своей относительной термической стабильности, молекулярный гидрид цинка (II) включен в короткий список молекулярных гидридов металлов, которые были успешно идентифицированы в газовой фазе (то есть не ограничиваются матричной изоляцией).
Средняя энергия связи Zn-H была недавно рассчитана и составила 51,24 ккал · моль -1 , в то время как энергия связи HH составляет 103,3 ккал · моль -1 . [ необходима цитата ] Таким образом, общая реакция почти эргонейтральна.
- Zn (г) + H 2 (г) → ZnH 2 (г)
Было обнаружено, что молекулярный гидрид цинка в газовой фазе является линейным с длиной связи Zn-H 153,5 мкм. [9]
Молекула может находиться в синглетном основном состоянии 1 Σ g + .
Квантово-химические расчеты предсказывают, что молекулярная форма существует в димерном основном состоянии с двойным водородным мостиком, с небольшим или отсутствующим энергетическим барьером образования. [ необходима цитата ] Димер можно описать как ди-μ-гидридо-бис (гидридоцик) в соответствии с номенклатурой добавок IUPAC.
Ссылки [ править ]
- ^ Enthaler, Стефан (1 февраля 2013). «Наступление цинкового века в гомогенном катализе?». Катализ ACS . 3 (2): 150–158. DOI : 10.1021 / cs300685q .
- ^ AE Finholt, AC Бонд-младший, HI Шлезингер; Связь; Шлезингер (1947). «Литий-алюминиевый гидрид, алюминиевый гидрид и литий-галлий гидрид и некоторые их применения в органической и неорганической химии». Журнал Американского химического общества . 69 (5): 1199–1203. DOI : 10.1021 / ja01197a061 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ a b c Херрманн, Вольфганг А. (1997). Синтетические методы металлоорганической и неорганической химии . Георг Тиме Верлаг. ISBN 978-3-13-103061-0.
- ^ Эгон Виберг, Арнольд Фредерик Холлеман (2001) Неорганическая химия , Elsevier ISBN 0-12-352651-5
- ^ Грин, Тим М .; Браун, Венди; Эндрюс, Лестер; Даунс, Энтони Дж .; Чертихин, Георгий В .; Рунеберг, Нино; Пюкко, Пекка (1 мая 1995 г.). «Матричные инфракрасные спектроскопические и ab initio исследования ZnH2, CdH2 и родственных видов гидридов металлов». Журнал физической химии . 99 (20): 7925–7934. DOI : 10.1021 / j100020a014 .
- ^ Ван, Сюэфэн; Эндрюс, Лестер (2004). «Инфракрасные спектры молекул гидридов Zn и Cd и твердых тел». Журнал физической химии . 108 (50): 11006–11013. Bibcode : 2004JPCA..10811006W . DOI : 10.1021 / jp046414m . ISSN 1089-5639 .
- ^ Грохала, Войцех; Эдвардс, Питер П. (18 февраля 2004 г.). «Термическое разложение гидридов без внедрения внедрения для хранения и производства водорода». Химические обзоры . 104 (3): 1283–1316. DOI : 10.1021 / cr030691s . PMID 15008624 .
- ^ WA Herrmann, изд. (1999). Синтетические методы металлоорганической и неорганической химии . Штутгарт: Тиме. п. 115. ISBN 9783131030610.
- ^ Шайесте, Алиреза; Журнал Американского химического общества (2004 г.). «Вибрационно-эмиссионные спектры газообразных ZnH 2 и ZnD 2 ». Журнал Американского химического общества . 126 (44): 14356–14357. DOI : 10.1021 / ja046050b . PMID 15521746 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
