Oxyhydrid
En oxihydrid är en blandad anjonförening som innehåller både oxid O 2− och hydridjoner H − . Dessa föreningar kan vara oväntade eftersom vätet och syret kan förväntas reagera och bilda vatten. Men om metallerna som utgör katjonerna är tillräckligt elektropositiva , och förhållandena är tillräckligt reducerande , kan fasta material tillverkas som kombinerar väte och syre i den negativa jonrollen.
Produktion
Den första oxyhydriden som upptäcktes var lantanoxyhydrid, en upptäckt från 1982. Den gjordes genom att värma lantanoxid i en atmosfär av väte vid 900 °C. Upphettning av övergångsmetalloxider med väte resulterar dock vanligtvis i reduktion till metallen.
Topokemisk syntes bibehåller den grundläggande strukturen av moderföreningen och gör endast de minsta omarrangemang av atomer som omvandlas till slutprodukten. Topotaktiska reaktioner behåller den ursprungliga kristallsymmetrin. Reaktioner vid lägre temperaturer stör inte den befintliga strukturen. Oxyhydrider i en topokemisk syntes kan framställas genom att värma oxider med natriumhydrid NaH eller kalciumhydrid CaH 2 vid temperaturer från 200–600 °C. TiH2 . eller LiH kan också användas som medel för att införa hydrid Om kalciumhydroxid eller natriumhydroxid bildas kan det eventuellt tvättas bort. Men för vissa startoxider kan denna typ av hydridreduktion bara ge en syrebristoxid.
Reaktioner under hett högtrycksväte kan uppstå genom upphettning av hydrider med oxider. En lämplig tätning för locket på behållaren krävs, och ett sådant ämne är natriumklorid .
Oxyhydrider innehåller alla en alkali, alkalisk jordartsmetall eller sällsynt jordartsmetall, som behövs för att ladda elektronisk laddning på väte.
Egenskaper
Vätebindningen i oxihydrider kan vara kovalent , metallisk och jonbindning , beroende på vilka metaller som finns i föreningen. Oxyhydrider förlorar sitt väte mindre än de rena metallhydriderna. Vätet i oxihydrider är mycket mer utbytbart. Till exempel oxynitrider tillverkas vid mycket lägre temperaturer genom att värma oxyhydriden i ammoniak eller kvävgas (säg omkring 400 °C snarare än 900 °C som krävs för en oxid) Sura attacker kan ersätta vätet, till exempel måttlig uppvärmning i vätefluoridutbyten föreningar som innehåller oxid-, fluorid- och hydridjoner. (oxifluorhydrid) Vätet är mer termolabilt och kan förloras genom uppvärmning vilket ger en metallförening med reducerad valens.
Att ändra förhållandet mellan väte och syre kan ändra elektriska eller magnetiska egenskaper. Då bandgapet ändras. Hydridatomen kan vara rörlig i en förening som genomgår elektronkopplad hydridöverföring. Hydridjonen är mycket polariserbar, så närvaron av den höjde dielektricitetskonstanten och brytningsindex .
Vissa oxihydrider har fotokatalytisk förmåga. Till exempel kan BaTiO 2,5 H 0,5 fungera som en katalysator för ammoniakproduktion från väte och kväve.
Hydridjonen är ganska varierande i storlek, från 130 till 153 pm .
Hydridjonen har faktiskt inte bara en −1 laddning, utan kommer att ha en laddning beroende på dess omgivning, så den skrivs ofta som H δ− . I oxihydrider är hydridjonen mycket mer komprimerbar än de andra atomerna i föreningar. Hydrid är den enda anjonen utan π-orbital, så om den införlivas i en förening, fungerar den som en π-blockerare, vilket minskar dimensionaliteten hos det fasta ämnet.
Oxyhydridstrukturer med tungmetaller kan inte studeras ordentligt med röntgendiffraktion , eftersom väte knappast har någon effekt på röntgenstrålning. Neutrondiffraktion kan användas för att observera väte, men inte om det finns tunga neutronabsorbenter som Eu, Sm, Gd, Dy i materialet.
Lista
| Formel | Strukturera | Rymdgrupp | Enhetscell | volym | Kommentarer | Referens |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Na3SO4H _ _ _ _ | tetraedrisk | P 4/ nmm | a=7,0034 c=4,8569 | |||
| CaTiO 3−x H x (x ≤ 0,6) | Dirigent; H i oordnad position | |||||
| Mg 2 AlNi X H Z O Y | ||||||
| Sr 2 LiH 3 O | jonledare | |||||
| Sr 3 AlO 4 H | tetragonal | I4/mcm | a =6,7560 c =11,1568 | |||
| Sr 2 CaAlO 4 H | tetragonal | I4/mcm | a= 6,6220 c= 10,9812 | 481,531 | ||
| Sr21Si2O5H14 _ _ _ _ _ _ _ | kubisk | |||||
| Sr5 ( BO3 ) 3H _ _ | ortorombisk | Pnma | a= 7,1982, b= 14,1461, c= 9,8215 | 1000,10 | sönderdelas av vatten | |
| LiSr2SiO4H _ _ _ _ | monoklinisk | P 2 1 / m | a = 6,5863, b = 5,4236, c = 6,9501, β = 112,5637 | luftstabil | ||
| Sr5 ( PO4 ) 3H _ _ | hexagonal | P 6 3 / m | a = 9,7169, c = 7,2747 | 594,83 | för deuterid | |
| SrTiO 3−x H x (x ≤ 0,6) | Dirigent; H i oordnad position | |||||
| SrVO 2 H | ||||||
| Sr 2 VO 3 H | ||||||
| Sr 3 V 2 O 5 H 2 | ||||||
| SrCrO2H _ _ | kubisk | produceras under 5GPa 1000 °C | ||||
| Sr3Co2O 4,33 H 0,84 _ _ _ _ | isolator | |||||
| YHO | ortorombisk | Pnma | a = 7,5367, b = 3,7578, c = 5,3249 | |||
| YO x H y | fotokromisk ; bandgap 2,6 eV | |||||
| Zr 3 V 3 OD 5 | ||||||
| Zr 5 Al3OH 5 | ||||||
| Ba3AlO4H _ _ _ _ | ortorombisk | Pnma | Z =4, a =10,4911, b =8,1518, c =7,2399 | |||
| BaTiO 3−x H x (x ≤ 0,6) | Dirigent; H i oordnad position | |||||
| BaVO 3−x H x (x = .3) | 5 GPa hexagonal, 7GPa kubik | |||||
| BaCrO2H _ _ | hexagonal | P 6 3 / mmc | a =5,6559 c =13,7707 | |||
| Ba21Zn2O5H12 _ _ _ _ _ _ _ | kubisk | Fd 3 m | a = 20,417 | |||
| Sr 2 BaAlO 4 H | tetragonal | I4/mcm | a =6,9093 c =11,2107 | |||
| Ba 21 Cd 2 O 5 H 12 | kubisk | Fd 3 m | a=20,633 | |||
| Ba 21 Hg 2 O 5 H 12 | kubisk | Fd 3 m | a=20,507 | |||
| Ba 21 In 2 O 5 H 12 | kubisk | Fd 3 m | a=20,607 | |||
| Ba21Tl2O5H 12 _ _ _ _ _ _ | kubisk | Fd 3 m | a=20,68 | |||
| Ba21Si2O5H14 _ _ _ _ _ _ _ | kubisk | Fd 3 m | a=20,336 | |||
| Ba21Ge2O5H14 _ _ _ _ _ _ _ | kubisk | Fd 3 m | a=20,356 | |||
| Ba21Sn2O5H 14 _ _ _ _ _ _ | kubisk | Fd 3 m | a=20,532 | |||
| Ba21Pb2O5H14 _ _ _ _ _ _ _ | kubisk | Fd 3 m | a=20,597 | |||
| Ba 21 As 2 O 5 H 16 | kubisk | Fd 3 m | a=20,230 | |||
| Ba 21 Sb 2 O 5 H 16 | kubisk | Fd 3 m | a=20,419 | |||
| BaScO2H _ _ | Kubisk | 3̅ m _ | a=4,1518 | |||
| Ba 2 ScHO 3 | H − ledare | |||||
| Ba 2 YHO 3 | a=4,38035 c=13,8234 | H − ledare | ||||
| Ba3AlO4H _ _ _ _ | ||||||
| Ba21Si2O5H24 _ _ _ _ _ _ _ | Fd 3 m | Zintl fas | ||||
| Ba21Ge2O5H24 _ _ _ _ _ _ _ | Fd 3 m | Zintl fas | ||||
| Ba21Ga2O5H24 _ _ _ _ _ _ _ | Fd 3 m | Zintl fas | ||||
| Ba 21 In 2 O 5 H 24 | Fd 3 m | Zintl fas | ||||
| La 2 LiHO 3 | ||||||
| La 0,6 Sr 1,4 LiH 1,6 O 2 | H − ledare | |||||
| LaSr 3 NiRuO 4 H 4 | ||||||
| LaSrMnO 3,3 H 0,7 | högtryckstillverkning | |||||
| LaSrCoO3H 0,7 _ _ | isolator | |||||
| Nd 0,8 Sr 0,2 NiO 2 H x ( x = 0,2–0,5) | supraledare för x mellan 0,22 och 0,28 | |||||
| EuTiO 3−x H x (x ≤ 0,6) | Dirigent; H i oordnad position | |||||
| LiEu 2 HOCl 2 | ortorombisk | Cmcm | a = 14,923, b = 5,7012, c = 11,4371, Z = 8 | densitet 5,444; gul | ||
| LaHO | ||||||
| CeHO | ||||||
| PrHO | ||||||
| NdHO | P4 / nmm | a=7,8480, c=5,5601 V=342,46 | ||||
| GdHO | Fmm | a = 5,38450 | ||||
| HoHO | F 4̅3 m | a = 5,2755 | ljusgul under solen; rosa inomhus | |||
| DyHO | kubisk | F4̅3m | a=5,3095 | |||
| ErHO | kubisk | F4̅3m | a=5,24615 | |||
| LuHO | kubisk | F4̅3m | a=5,17159 | |||
| LuHO | ortorombisk | Pnma | a = 7,3493, b = 3,6747, c = 5,1985 | |||
| CeNiH Z O Y | Katalysera etanol till H 2 | |||||
| Ba21Tl2O5H24 _ _ _ _ _ _ _ | kubisk | Fd 3 m | a = 20,68 | Zintl fas | ||
| Ba21Bi2O5H16 _ _ _ _ _ _ _ | kubisk | Fd 3 m | a=20,459 |
Tre eller fler anjoner
| Formel | Strukturera | Rymdgrupp | Enhetscell | Kommentarer | Referens |
|---|---|---|---|---|---|
| LiEu 2 HOCl 2 | ortorombisk | Cmcm | a = 1492,30(11) pm, b = 570,12(4) pm, c = 1143,71(8) pm, Z = 8 | gul |