- Struktur kimia
- Molekul BeH
- Rantai BeH
- BeH jaringan tiga dimensi
- Properti
- Karakter kovalen
- Rumus kimia
- Penampilan fisik
- Kelarutan air
- Kelarutan
- Massa jenis
- Reaktivitas
- Aplikasi
- Referensi
The berilium hidrida adalah senyawa kovalen terbentuk antara berilium logam dan hidrogen alkali. Rumus kimianya adalah BeH 2 , dan sebagai kovalen, ia tidak terdiri dari ion Be 2+ atau H - . Bersama dengan LiH, ini adalah salah satu hidrida logam paling ringan yang mampu disintesis.
Ini diproduksi dengan memperlakukan dimetil berilium, Be (CH 3 ) 2 , dengan lithium aluminium hidrida, LiAlH 4 . Namun, BeH 2 paling murni diperoleh dari pirolisis di-tert-butylberyl, Be (C (CH 3 ) 3 ) 2 pada 210 ° C.
Sumber: Ben Mills, dari Wikimedia Commons
Sebagai molekul individu dalam bentuk gas, ia linear dalam geometri, tetapi dalam bentuk padat dan cair ia berpolimerisasi dalam susunan jaringan tiga dimensi. Ini adalah padatan amorf dalam kondisi normal, dan dapat berubah menjadi kristal dan menunjukkan sifat logam di bawah tekanan yang sangat besar.
Ini mewakili metode penyimpanan hidrogen yang mungkin, baik sebagai sumber hidrogen saat membusuk, atau sebagai gas penyerap padat. Namun, BeH 2 sangat beracun dan mencemari karena sifat berilium yang sangat terpolarisasi.
Struktur kimia
Molekul BeH
Gambar pertama menunjukkan satu molekul berilium hidrida dalam bentuk gas. Perhatikan bahwa geometrinya linier, dengan atom H dipisahkan satu sama lain dengan sudut 180º. Untuk menjelaskan geometri ini, atom Be harus memiliki hibridisasi sp.
Berilium memiliki dua elektron valensi yang terletak di orbital 2s. Menurut teori ikatan valensi, salah satu elektron di orbital 2s secara energik dipromosikan ke orbital 2p; dan sebagai akibatnya, Anda sekarang dapat membentuk dua ikatan kovalen dengan dua orbital hibrid sp.
Dan bagaimana dengan orbital bebas Be lainnya? Tersedia dua orbital 2p murni dan non-hibridisasi. Dengan kosongnya, BeH 2 adalah senyawa yang kekurangan elektron dalam bentuk gas; dan karena itu, saat molekulnya mendingin dan mengumpul, mereka memadat dan mengkristal menjadi polimer.
Rantai BeH
Sumber: YourEyesOnly, dari Wikimedia Commons
Ketika molekul BeH 2 berpolimerisasi, geometri sekitar atom Be berhenti menjadi linier dan menjadi tetrahedral.
Sebelumnya, struktur polimer ini dimodelkan seolah-olah merupakan rantai dengan unit BeH 2 yang dihubungkan oleh ikatan hidrogen (gambar atas, dengan bola berwarna putih dan keabu-abuan). Berbeda dengan ikatan hidrogen dari interaksi dipol-dipol, mereka memiliki karakter kovalen.
Dalam jembatan Be-H-Be polimer, dua elektron didistribusikan di antara tiga atom (ikatan 3c, 2e), yang secara teoretis seharusnya ditempatkan dengan probabilitas lebih besar di sekitar atom hidrogen (karena lebih elektronegatif).
Di sisi lain, Be dikelilingi oleh empat H berhasil secara relatif mengisi kekosongan elektroniknya, menyelesaikan oktet valensinya.
Di sini teori ikatan valensi tidak dapat memberikan penjelasan yang relatif akurat. Mengapa? Karena hidrogen hanya dapat memiliki dua elektron, dan ikatan -H- akan melibatkan empat elektron.
Jadi, untuk menjelaskan jembatan Be-H 2 -Be (dua bola abu-abu yang digabungkan dengan dua bola putih) diperlukan model ikatan yang kompleks, seperti yang diberikan oleh teori orbital molekul.
Telah ditemukan secara eksperimental bahwa struktur polimerik BeH 2 sebenarnya bukan rantai, tetapi jaringan tiga dimensi.
BeH jaringan tiga dimensi
Sumber: Ben Mills, dari Wikimedia Commons
Gambar atas menunjukkan bagian dari jaringan tiga dimensi BeH 2 . Perhatikan bahwa bola hijau kekuningan, atom Be, membentuk tetrahedron seperti pada rantai; Namun, dalam struktur ini terdapat lebih banyak ikatan hidrogen, dan sebagai tambahan, unit strukturnya bukan lagi BeH 2 tetapi BeH 4 .
Satuan struktural yang sama BeH 2 dan BeH 4 menunjukkan bahwa terdapat kelimpahan yang lebih besar dari atom hidrogen dalam kisi (4 atom H untuk setiap Be).
Ini berarti bahwa berilium dalam jaringan ini berhasil memasok lebih banyak kekosongan elektroniknya daripada dalam struktur polimer seperti rantai.
Dan karena perbedaan paling jelas dari polimer ini sehubungan dengan molekul BeH 2 individual , adalah bahwa Be harus memiliki hibridisasi sp 3 (biasanya) untuk menjelaskan geometri tetrahedral dan non-linier.
Properti
Karakter kovalen
Mengapa berilium hidrida merupakan senyawa kovalen dan non-ionik? Hidrida unsur lain dari golongan 2 (Tn. Becamgbara) bersifat ionik, yaitu terdiri dari zat padat yang dibentuk oleh satu kation M 2+ dan dua anion hidrida H - (MgH 2 , CaH 2 , BaH 2 ). Oleh karena itu, BeH 2 tidak terdiri dari Be 2+ atau H - yang berinteraksi secara elektrostatis.
Kation Be 2+ dicirikan oleh daya polarisasinya yang tinggi, yang mendistorsi awan elektronik atom di sekitarnya.
Akibat distorsi ini, anion - H - dipaksa untuk membentuk ikatan kovalen; tautan, yang merupakan landasan dari struktur yang baru saja dijelaskan.
Rumus kimia
BeH 2 atau (BeH 2 ) n
Penampilan fisik
Padatan amorf tak berwarna.
Kelarutan air
Itu membusuk.
Kelarutan
Tidak larut dalam dietil eter dan toluena.
Massa jenis
0,65 g / cm3 (1,85 g / L). Nilai pertama dapat mengacu pada fasa gas, dan yang kedua mengacu pada padatan polimer.
Reaktivitas
Bereaksi lambat dengan air, tetapi dengan cepat dihidrolisis oleh HCl untuk membentuk berilium klorida, BeCl 2 .
Berilium hidrida bereaksi dengan basa Lewis, khususnya trimetilamina, N (CH 3 ) 3 , untuk membentuk hasil adisi dimer, dengan hidrida jembatan.
Juga, ia dapat bereaksi dengan dimetilamina untuk membentuk berilium diamida trimerik, 3, dan hidrogen. Reaksi dengan litium hidrida, di mana ion H - adalah basa Lewis, secara berurutan membentuk LIBeH 3 dan Li 2 BeH 4 .
Aplikasi
Berilium hidrida bisa menjadi cara yang menjanjikan untuk menyimpan molekul hidrogen. Saat polimer terurai, ia akan melepaskan H 2 , yang akan berfungsi sebagai bahan bakar roket. Dari pendekatan ini, jaringan tiga dimensi akan menyimpan lebih banyak hidrogen daripada rantai.
Demikian juga, seperti yang dapat dilihat pada gambar jaringan, ada pori-pori yang memungkinkan molekul H 2 diakomodasi .
Faktanya, beberapa studi mensimulasikan seperti apa penyimpanan fisik tersebut dalam kristal BeH 2 ; yaitu, polimer mengalami tekanan yang sangat besar, dan bagaimana sifat fisiknya dengan jumlah hidrogen yang teradsorpsi yang berbeda.
Referensi
- Wikipedia. (2017). Berilium hidrida. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
- Armstrong, DR, Jamieson, J. & Perkins, PG Theoret. Chim. Acta (1979) Struktur elektronik polimer berilium hidrida dan polimer boron hidrida. 51: 163. doi.org/10.1007/BF00554099
- Bab 3: Berilium Hidrida dan Oligomernya. Diperoleh dari: shodhganga.inflibnet.ac.in
- Vikas Nayak, Suman Banger, dan UP Verma. (2014). Studi Perilaku Struktural dan Elektronik BeH 2 sebagai Senyawa Penyimpanan Hidrogen: Pendekatan Ab Initio. Makalah Konferensi dalam Sains, vol. 2014, ID Artikel 807893, 5 halaman. doi.org/10.1155/2014/807893
- Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik. Dalam Unsur-unsur kelompok 1. (Edisi keempat). Mc Graw Hill.