Hydrid (zlúčenina)
O anióne vodíka pozri hydrid (anión).Hydrid je všeobecný názov pre binárne zlúčeniny vodíka s inými prvkami. Vodík, s výnimkou vzácnych plynov a niektorých prechodných prvkov, tvorí zlúčeniny so všetkými prvkami periodickej tabuľky.[1]
Konvenciou je dohodnuté, že aj keď vodík nevystupuje vo všetkých binárnych zlúčeninách ako anión, spoločné pomenovanie hydrid sa vzťahuje aj na tieto zlúčeniny.[2]
Rozdelenie
[upraviť | upraviť zdroj]
Vzhľadom na elektronegativitu vodíka, ktorá má podľa Paulinga hodnotu 2,1, sa anión H- vyskytuje len v zlúčeninách s alkalickými kovmi a kovmi alkalických zemín.[3] Tieto zlúčeniny majú charakter iónových zlúčenín a nazývajú sa iónové hyridy. Sú to bezfarebné kryštalické tuhé látky, pripravujú sa priamym zlučovaním vodíka s príslušným prvkom a vo vode sa rozkladajú za vzniku hydroxidu a vodíka, nakoľko vodíkový anión sa správa ako silná zásada.[3]
- CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + H2
Druhou skupinou sú kovalentné alebo molekulové hydridy, tvorené zlúčeninami vodíka s prvkami 13. až 17. skupiny.[3] Sú to prevažne plynné alebo kvapalné látky, kde je atóm vodíka viazaný kovalentnou väzbou. Rozlišujú sa podľa eletrónovového nasýtenia na zlúčeniny elektrónovo ekvivalentné (hydridy prvkov 14. skupiny - uhľovodíky, silány), hydridy s voľným elektrónovým párom/pármi - patria sem hydridy prvkov 15. (amoniak, fosfán) a 16. skupiny (voda, sulfán) a halogénvodíky. Elektrónovo deficitné hydridy sú hydridy bóru, hliníka, gália a berýlia, ktoré vo svojej štruktúre obsahujú viaccentrové väzby a jednotlivé centrá prvok-vodík sú previazané vodíkovými mostíkmi.[4][5] Hydridy hliníka a berýlia sa niekedy vyčleňujú ako samostatná skupina polymérnych hydridov.[2]
Kovové hydridy sú poslednou skupinou hydridov. Prechodné prvky (prvky blokov d a f) vytvárajú s vodíkom nestechimetrické zlúčeniny, kde je vodík viazaný v medziuzlových polohách kryštálovej štruktúry kovu a jeho obsah závisí od fyzikálnych podmienok (tlak, teplota).[5] Kovové hydridy majú často kovový vzhľad a sú elektricky vodivé, miera vodivosti však závisí od obsahu vodíka, so zvyšujúcim sa obsahom sa znižuje a naopak.[5]
Názvoslovie
[upraviť | upraviť zdroj]Hydridy kovov 1.-12. skupiny, kde vodík nadobúda oxidačné číslo H-I, sa zlúčenina pomenuje ako hydrid + prídavné meno príslušného katiónu s odpovedajúcou koncovkou podľa oxidačného čísla. Hydridy polokovov a nekovov (prvkov p-bloku) sa tvoria pridaním prípony -án ku koreňu latinského názvu prvku, alebo koncovky -ovodík v prípade halogénov.[6][7]
| Prvky 1.-12. skupiny (vybrané príklady) |
Prvky 13. skupiny | Prvky 14. skupiny | Prvky 15. skupiny (pniktogény) |
Prvky 16. skupiny (chalkogény) |
Prvky 17. skupiny (halogény) | ||||||
| Vzorec | Názov | Vzorec | Názov | Vzorec | Názov | Vzorec | Názov | Vzorec | Názov | Vzorec | Názov |
| LiH | hydrid lítny | BH3 | borán | CH4 | metán systémový názov karbán |
NH3 | amoniak systémový názov azán |
H2O | voda systémový názov oxidán |
HF | fluorovodík systémový názov fluorán |
| CaH2 | hydrid vápenatý | AlH3 | alumán | SiH4 | silán | PH3 | fosfán | H2S | sulfán | HCl | chlorovodík systémový názov chlorán |
| UH3 | hydrid uranitý | GaH3 | galán | GeH4 | germán | AsH3 | arzán | H2Se | selán | HBr | bromovodík systémový názov bromán |
| ZrH4 | hydrid zirkoničitý | InH3 | indán | SnH4 | stanán | SbH3 | stibán | H2Te | telán | HI | jodovodík systémový názov jodán |
| NbH5 | hydrid niobičný | TlH3 | talán | PbH4 | plumbán | BiH3 | bizmután | H2Po | polán | HAt | astatovodík systémový názov astatán |
V prípade metánu, amoniaku, vody a halogenovodíkov je akceptovaný ich tradičný názov a ich systémové názvy sa používajú len pri vytváraní názvov katiónov, napríklad H2F+ je fluoránium/fluorániový katión.[6]
Okrem týchto zlúčenín môžu niektoré prvky tvoriť zložitejšie zlúčeniny, napríklad borány BxHy alebo uhľovodíky CxHy. Tieto zlúčeniny majú vlastné názvoslovie, ktoré je uvedené na daných stránkach.
Použitie
[upraviť | upraviť zdroj]Iónové hydridy ako hydrid lítny, sodný a draselný sa používajú v organickej syntéze ako silné redukčné činidlá. Ich nevýhodou je rozklad vodou, takže reakčné podmienky musia byť striktne bezvodé.[2] Široké využitie v rôznych oblastiach ľudskej činnosti majú molekulové hydridy, či už je to voda, chlorovodík, amoniak, metán, etán a iné uhľovodíky. Z kovových intersticiálnych zlúčenín sa uvažuje nad možnosťou využitia hydridu paládia ako zdroja vodíka pre palivové články pre jeho schopnosť absorbovať veľké objemy vodíka. Pri chladnutí z červeného žiaru na izbovú teplotu absobuje paládium až 900krát viac vodíka ako je jeho objem a tento je pri zahriatí spätne uvoľnený. Pre túto vlastnosť sa nazýva aj vodíková špongia.[5]
Referencie
[upraviť | upraviť zdroj]- ↑ GREENWOOD, Norman; EARNSHAW, Alan. Chemistry of the Elements, Second Edition. 2. vyd. Oxford : Butterworth-Heinemann, 1997. 1347 s. ISBN 008-0-37941-9. Kapitola Hydrogen, s. 64-67. (po anglicky)
- ↑ a b c HOUSECROFT, Catherine E.; SHARPE, Alan G. Inorganic Chemistry. 2. vyd. Harlow : Pearson, 2002. 949 s. ISBN 0130-39913-2. Kapitola Binary hydrides: classification and general properties, s. 251-255. (po anglicky)
- ↑ a b c Encyclopedia of Inorganic Chemistry. Ed. Bruce R. King. 2nd ed. Chichester, West Sussex, England; Hoboken, NJ : Wiley, 2005-september. 10 zv. (6696 s.) ISBN 978-0-470-86078-6. Kapitola Hydogen: Inorganic Chemistry, s. 1-31. (po anglicky)
- ↑ PLESCH, Gustáv; TATIERSKY, Jozef. Systematická anorganická chémia. [CD-ROM] Bratislava : OMEGA INFO, 2004. 139 s. ISBN 80-967741-9-0. Kapitola Vodík, s. 10.
- ↑ a b c d ATKINS, Peter; OVERTON, Tina; ROUKE, Jonatan; WELLER, Mark; ARMSTRONG, Fraser; HAGERMAN, Michael. Shriver and Atkins' Inorganic Chemistry. 5. vyd. Oxford : Oxford Univesity Press, 2010. 824 s. ISBN 978-1-42-921820-7. Kapitola Hydrogen, s. 283-289. (po anglicky)
- ↑ a b KRIVOSUDSKÝ, Lukáš; GALAMBOŠ, Michal; LEVICKÁ, Jana. STRUČNÝ SPRIEVODCA NÁZVOSLOVÍM ANORGANICKEJ CHÉMIE [online]. Vydavateľstvo UK, 2021, [cit. 2022-07-24]. Dostupné online.
- ↑ GALAMBOŠ, Michal; TATIERSKY, Jozef; ROSSKOPFOVÁ, Oľga; KUFČÁKOVÁ, Jana. Názvoslovie anorganických látok. Bratislava : Univerzita Komenského Bratislava, 2011. 161 s. ISBN 978-80-223-2966-8. Kapitola Zlúčeniny vodíka, s. 41-42.
Iné projekty
[upraviť | upraviť zdroj]
Commons ponúka multimediálne súbory na tému hydridy
