Il berillio idruro È un composto covalente formato tra il berillio, metallo alcalino terroso, e l'idrogeno. La sua formula chimica è BeHDue, ed essendo covalente, non è costituito da ioni BeDue+ né H-. È, insieme a LiH, uno degli idruri metallici più leggeri in grado di essere sintetizzato.
È prodotto trattando dimetilberillio, Be (CH3)Due, con litio alluminio idruro, LiAlH4. Tuttavia, il BeHDue purer si ottiene dalla pirolisi del di-terz-butilberile, Be (C (CH3)3)Due a 210 ºC.
Come singola molecola allo stato gassoso è lineare nella geometria, ma allo stato solido e liquido polimerizza in matrici di reti tridimensionali. È un solido amorfo in condizioni normali e può diventare cristallino e mostrare proprietà metalliche sotto un'enorme pressione..
Rappresenta un possibile metodo di immagazzinamento dell'idrogeno, sia come fonte di idrogeno durante la decomposizione, sia come gas assorbente solido. Tuttavia, il BeHDue è molto tossico e inquinante data la natura altamente polarizzante del berillio.
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La prima immagine mostra una singola molecola di berillio idruro allo stato gassoso. Notare che la sua geometria è lineare, con gli atomi di H separati l'uno dall'altro da un angolo di 180º. Per spiegare questa geometria, l'atomo Be deve avere un'ibridazione sp.
Il berillio ha due elettroni di valenza, che si trovano nell'orbitale 2s. Secondo la teoria del legame di valenza, uno degli elettroni nell'orbitale 2s è energeticamente promosso all'orbitale 2p; e di conseguenza ora puoi formare due legami covalenti con i due orbitali ibridi sp.
E per quanto riguarda il resto degli orbitali liberi della Be? Sono disponibili altri due orbitali 2p puri non ibridati. Con loro vuoti, il BeHDue È un composto carente di elettroni in forma gassosa; e quindi, quando le sue molecole si raffreddano e si aggregano, si condensano e si cristallizzano in un polimero.
Quando le molecole BeHDue polimerizzano, la geometria circostante dell'atomo di Be cessa di essere lineare e diventa tetraedrica.
In precedenza, la struttura di questo polimero era modellata come se fossero catene con unità BeHDue legati da legami idrogeno (immagine in alto, con le sfere nei toni bianco e grigiastro). A differenza dei legami idrogeno delle interazioni dipolo-dipolo, hanno un carattere covalente.
Nel ponte Be-H-Be del polimero, due elettroni sono distribuiti tra i tre atomi (collegamento 3c, 2e), che teoricamente dovrebbe trovarsi con maggiore probabilità attorno all'atomo di idrogeno (essendo più elettronegativo).
D'altra parte, il Be circondato da quattro H riesce a riempire relativamente il suo posto vacante elettronico, completando il suo ottetto di valenza.
Qui la teoria del legame di valenza impallidisce per dare una spiegazione relativamente accurata. Perché? Perché l'idrogeno può avere solo due elettroni e il legame -H- implicherebbe la partecipazione di quattro elettroni.
Quindi, per spiegare i ponti Be-HDue-Be (due sfere grigie unite da due sfere bianche) sono necessari altri modelli complessi del legame, come quelli forniti dalla teoria degli orbitali molecolari.
È stato riscontrato sperimentalmente che la struttura polimerica di BeHDue non in realtà una catena, ma una rete tridimensionale.
L'immagine in alto mostra una sezione della rete tridimensionale di BeHDue. Notare che le sfere verde giallastre, gli atomi di Be, formano un tetraedro come nella catena; tuttavia, in questa struttura sono presenti un maggior numero di legami idrogeno, e inoltre l'unità strutturale non è più il BeHDue ma il BeH4.
Le stesse unità strutturali BeHDue e BeH4 indicano che c'è una maggiore abbondanza di atomi di idrogeno nella rete (4 atomi di H per ogni Be).
Ciò significa che il berillio all'interno di questa rete riesce a fornire la sua vacanza elettronica ancor più che all'interno di una struttura polimerica a catena..
E come la differenza più evidente di questo polimero rispetto alla singola molecola di BeHDue, è che il Be deve necessariamente avere un'ibridazione sp3 (di solito) per spiegare le geometrie tetraedriche e non lineari.
Perché l'idruro di berillio è un composto covalente e non ionico? Gli idruri degli altri elementi del gruppo 2 (Mr.Becamgbara) sono ionici, cioè sono costituiti da solidi formati da un catione MDue+ e due anioni idruro H- (MgHDue, CaHDue, BahDue). Pertanto, il BeHDue non consiste in essereDue+ né H- interagendo elettrostaticamente.
Il catione BeDue+ è caratterizzato dal suo alto potere polarizzante, che distorce le nubi elettroniche degli atomi circostanti.
Come risultato di questa distorsione, gli anioni H- sono costretti a formare legami covalenti; link, che sono il cardine delle strutture appena spiegate.
BeHDue o (BeHDue) n
Solido amorfo incolore.
Si decompone.
Insolubile in etere dietilico e toluene.
0,65 g / cm3 (1,85 g / L). Il primo valore può riferirsi alla fase gassosa e il secondo al solido polimerico.
Reagisce lentamente con l'acqua, ma viene rapidamente idrolizzato da HCl per formare cloruro di berillio, BeClDue.
L'idruro di berillio reagisce con le basi di Lewis, in particolare la trimetilammina, N (CH3)3, per formare un addotto dimerico, con idruri a ponte.
Inoltre, può reagire con la dimetilammina per formare diammuro di berillio trimerico, [Be (N (CH3)Due)Due]3 e idrogeno. La reazione con l'idruro di litio, dove lo ione H.- è la base di Lewis, forma sequenzialmente LIBeH3 e LiDueBeH4.
L'idruro di berillio potrebbe rappresentare un modo promettente per immagazzinare l'idrogeno molecolare. Quando il polimero si decompone, rilascerebbe H.Due, che servirebbe come carburante per missili. Da questo approccio, la rete tridimensionale immagazzinerebbe più idrogeno delle catene.
Allo stesso modo, come si può vedere dall'immagine della rete, sono presenti dei pori che consentirebbero l'alloggiamento delle molecole H.Due.
In effetti, alcuni studi simulano l'aspetto di tale memoria fisica in BeHDue cristallino; cioè, il polimero sottoposto a pressioni enormi e quali sarebbero le sue proprietà fisiche con diverse quantità di idrogeno adsorbito.
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