Солеобразные гидриды металлов

Солеобразные гидриды металлов

Гидридами называются соединения водорода с металлами. Солеобразные гидриды образуются в тех случаях, когда водород выступает в качестве окислителя, ведя себя как галоген, образуя аналогичные галогенидам солеобразные гидриды. Считается, что в простых солеобразных гидридах существует анион H–. Однако в отличие от образования Hal– образование ионов H– из молекул водорода процесс эндотермический:

1/2H2(г) = H(г) ΔH = 218,0 кДж/моль
H(г) + e = H– ΔH = -66,9 кДж/моль
1/2H2(г) + e = H–(г) ΔH = 151,1 кДж/моль


По этой причине наиболее полярная связь наблюдается в гидридах наиболее активных металлов – щелочных и щелочноземельных.

Соединение

 KH

 RbH

 CsH
ΔH°f, 298, кДж/моль

 -57,82

 -52,30

 -54,04
R, нм

 0,285

 0,302

 0,319


При закономерном возрастании межатомных расстояний энтальпии образования гидридов щелочных металлов мало отличаются друг от друга. В то же время эти величины несравненно меньше энтальпий образования галогенидов этих металлов (ΔH°f, 298 ≈ 400 кДж/моль). Это обусловлено малым сродством к электрону атома водорода, меньшей величиной относительной электроотрицательности по сравнению с галогенами.

Ионные гидриды, например KH и CaH2 представляют собой белые кристаллические вещества с высокими температурами плавления, т.е. соли.

Вообще же гидриды щелочных и щелочноземельных металлов – белые или бесцветные кристаллические вещества с высокими температурами плавления, термически устойчивые, связь в них близка к ионной. Их расплавы характеризуются высокой электрической проводимостью, при электролизе расплавленных гидридов водород выделяется на аноде. Гидриды s-элементов I группы, как и большинство галогенидов этих элементов, имеют структуру типа NaCl. В химическом отношении ионные гидриды ведут себя как основные соединения (см. комплексные гидриды).

Большая отрицательная величина стандартного электродного потенциала системы 1/2 H2 / H– (E = -2,23 В) говорит о том, что ион H– – один из самых сильных восстановителей. Поэтому ионные, а также комплексные гидриды – сильные восстановители:

KH + HOH = KOH + H2↑

CaH2 + O2 = Ca(OH)2