Beryllium hidreto (Beh2)

Estrutura química do hidreto beril. Fonte: Wikimedia Commons

O que é hidreto de berílio?

Ele hidreto de berílio É um composto covalente formado por um átomo de berílio e dois de hidrogênio. Sua fórmula química é Beh₂, E sendo covalente, não consiste em ser íons²⁺ nem h^-. É um dos hidros metal mais leves capazes de sintetizar.

É produzido pelo tratamento de dimetilberilio, be (Cho₃)₂, Com hidreto de lítio de alumínio, lialh₄. No entanto, Beh₂ Puro₃)₃)₂ A 210 ° C.

Como uma molécula individual em estado gasoso, é geometria linear, mas em estado sólido e líquido polimerizado em redes tridimensionais dispostas. É um sólido amorfo em condições normais e pode se tornar cristalino e exibir propriedades de metal sob enormes pressões.

Representa um possível método de armazenamento de hidrogênio, como fonte de hidrogênio ao decompor ou como um sólido absorvente de gás. No entanto, Beh₂ É muito tóxico e poluente, dada a natureza altamente polarizadora do berílio.

Estrutura química de hidreto de berílio

Molécula de Beh₂

Na imagem, você pode ver uma molécula individual de hidreto de berílio em um estado gasoso. Observe que sua geometria é linear, com os átomos de H separados um do outro por um ângulo de 180º. Para explicar essa geometria, o Bele of Be deve ter hibridação SP.

O berílio tem dois elétrons de Valência, localizados no 2S Orbital. De acordo com a teoria da ligação de Valência, um dos elétrons orbitais 2s é promovido energeticamente ao orbital 2P e, como conseqüência, agora pode formar duas ligações covalentes com os dois híbridos orbitais sp.

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Você tem outros dois orbitais puro 2p disponíveis, sem hibridação. Com eles vazios, o Beh₂ É um composto ruim de elétrons de forma gasosa e, portanto, quando resfriado e agrupou suas moléculas, condensam e cristalizam em um polímero.

Beh Chains₂

Moléculas polimerizadas de hidreto de berílio. Fonte: Wikimedia Commons

Quando as moléculas de Beh₂ Polimerizan, a geometria em torno da linha de ser cessa para ser linear e se torna tetraédrico.

Anteriormente, a estrutura desse polímero era modelada como se fossem correntes com unidades Beh Beh₂ unidos por pontes de hidrogênio (imagem superior, com as esferas em tons brancos e acinzentados).

Ao contrário das pontes de hidrogênio das interações dipolo-dipolo, elas têm um caráter covalente.

Na ponte be-h-be do polímero, dois elétrons são distribuídos entre os três átomos (Link 3c, 2e), que teoricamente deve ser colocado com maior probabilidade em torno do átomo de hidrogênio (porque é mais eletronegativo).

Por outro lado, o estar cercado por quatro h gerencia.

Aqui, a teoria da ligação do Valencia é compatível para dar uma explicação relativamente precisa, porque o hidrogênio só pode ter dois elétrons, e a ligação -h- implicaria a participação de quatro elétrons.

Assim, para explicar as pontes be-h₂-BE (duas esferas cinza ligadas por duas esferas brancas) precisam de outros modelos de ligação complexos, como os fornecidos pela teoria orbital molecular.

Foi encontrado experimentalmente que a estrutura polimérica do Beh₂ Não é realmente uma corrente, mas uma rede tridimensional.

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Beh Três Redes Dimensionais₂

Rede de três dimensões₂. Fonte: Wikimedia Commons

Na imagem superior, uma seção da rede tridimensional Beh é mostrada₂. Observe que as esferas verdes -yellow, os átomos de Bea, formam um tetraedro como na cadeia.

No entanto, nessa estrutura, há maior número de pontes de hidrogênio e também a unidade estrutural não é mais o Beh₂ Mas o Beh₄.

As mesmas unidades estruturais₂ e Beh₄ Eles indicam que na rede há uma maior abundância de átomos de hidrogênio (4 átomos para cada BE).

Isso significa que o berílio dentro desta rede consegue fornecer sua vaga eletrônica ainda mais do que dentro de uma estrutura polimérica do tipo cadeia.

E como uma diferença mais evidente desse polímero em relação à molécula individual de Beh₂, é isso deve necessariamente ter uma hibridação de SP³ (comum) para explicar as geometrias tetraédricas e não lineares.

Propriedades de hidreto de berílio

Caráter covalente

Os hidruns dos outros elementos do grupo 2 (SR. Becamgbara) são iônicos, isto é, eles consistem em sólidos formados por um cátion²⁺ e dois ânions hduros h^- (MGH₂, Cah₂, Bah₂). Portanto, Beh₂ Não consiste em ser²⁺ nem h^- interagindo eletroestaticamente.

O cátion é²⁺ É caracterizado por seu alto poder de polarização, que distorce as nuvens eletrônicas dos átomos circundantes.

Como resultado dessa distorção, os ânions h^- Eles são forçados a formar ligações covalentes, links que são a pedra angular das estruturas recém -explicadas.

Fórmula química

Beh₂ ou (Beh₂) n

Aspecto físico

Sólido amorfo incolor.

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Solubilidade em água

Se decompõe.

Solubilidade

Insolúvel em éter dietílico e tolueno.

Densidade

0,65 g/cm³ (1,85 g/L). O primeiro valor pode se referir à fase gasosa e a segunda ao sólido polímero.

Reatividade

Ele reage lentamente com a água, mas é rapidamente hidrolisado pelo HCL para formar cloreto de berílio, BECL₂.

O hidreto de berílio reage com as bases de Lewis, especificamente trimetilamina, n (CH₃)₃, Para formar um aducto Dimicus, com hidratantes de ponte.

Você também pode reagir com dimetilamina para formar uma diamida de berílio trimérico, [seja (n (Cho₃)₂)₂]₃ e hidrogênio. A reação com hidreto de lítio, onde o íon h^- É a base de Lewis, sequencialmente libeh₃ e li₂Beh₄.

Usos de hidreto de berílio

O hidreto de berílio pode representar uma maneira promissora de armazenar hidrogênio molecular. Quando o polímero quebra, eu liberaria H₂, o que serviria como combustível de foguete.

A partir dessa abordagem, a rede tridimensional armazenaria mais hidrogênio do que as correntes. Da mesma forma, como pode ser visto na imagem da rede, existem poros que permitiriam hospedar as moléculas H₂.

De fato, alguns estudos simulam como seria o armazenamento físico em Beh₂ Cristalino, isto é, o polímero submetido a grandes pressões e quais seriam suas propriedades físicas com diferentes quantidades de hidrogênio adsorvido.

Referências

1. Hidreto de berílio. Recuperado de.Wikipedia.org
2. Capítulo 3: Hidreto de Berílio e seus oligômeros. Recuperado de Shodhganga.Infibnet.AC.em