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非金屬性氫化物穩定性 非金屬性的判斷方法

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wumn 发表于 2024-6-20 13:17:15 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
 
一、非金屬性氫化物穩定性的特點一般規律是,同週期從左到右,對應元素的 非金屬性逐漸增強,氫化物的穩定性逐漸增強; 同主族從上到下,對應元 素的非金屬性逐漸減弱,氫化物的穩定性逐漸減弱。鹽型
離子型氫化物也稱鹽型氫化
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物。 是氫和鹼金屬、鹼土金屬中的鈣、鍶、鋇、鐳所形成的二元化合物。 其固體為離子晶體,如NaH、BaH2等。 這些元素的電負性都比氫的電負性小。 在這類氫化物中,氫以H-形式存在,熔融態能導電,電解時在陽極放出氫氣,故該方法又稱金屬儲氫法。 離子型氫化物都是無色或白色晶體,常因含有金屬雜質而發灰,金屬過量則呈藍紫色。 離子型氫化物中氫的氧化數為-1,具有強烈失電子趨勢,是很強的還原劑,在水溶液中與水強烈反應放出氫氣,使溶液呈強鹼性,如:
  CaH2+2H2O→Ca(OH)2+2H2↑
在高溫下還原性更強,如:
  NaH+2CO→HCOONa+C
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  2CaH2+PbSO4→PbS+2Ca(OH)2
  2LiH+TiO2→Ti+2LiOH
離子型氫化物對空氣和水是不穩定的,有些甚至會發生自燃。
離子型氫化物可由金屬與氫氣在不同條件下直接合成制得。 反應溫度為300- 700 C。 為了避免反應在金屬表面生成的氫化物阻止進一步的反應,常用金屬在礦物油中的分散質,或者加入表面活性劑。
除用做還原劑外,還用做乾燥劑、脫水劑
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、氫氣發生劑,1kg氫化鋰在標準狀態下同水反應可以產生2.8m3的氫氣。 在非水溶劑中與+III.氧化態的B(III.),Al(III.)等生成廣泛用於有機合成和無機合成的復合氫化物,如氫化鋁鋰:
  4LiH+AlCl3→LiAlH4+3LiCl
復合氫化物主要用做還原劑、引發劑和催化劑。
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二、氫化物的過渡型過渡型過渡型氫化物也稱金屬型氫化物。 是除上述兩類外,其餘元素與氫形成的二元化合物,這類氫化物組成不符合正常化合價規律,如,氫化鑭LaH2.76,氫化鈰CeH2.69,氫化鈀Pd2H等。 它們晶格中金屬原子的排列基本上保持不變,只是相鄰原子間距離稍有增加。 因氫原子佔據金屬晶格中的空隙位置,也稱
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間充型氫化物。 過渡型氫化物的形成與金屬本性、溫度以及氫氣分壓有關。 它們的性質與母體金屬性質非常相似,並具有明顯的強還原性。 一般熱穩定性差,受熱后易放出氫氣。 氫氣作為未來很有希望的能源,要解決的中心問題是如何儲存。 一些金屬或合金是儲氫的好材料。 鈀、鈀合金及鈾都是強吸氫材料,但價格昂貴。 最受人們注意的是鑭鎳-5LaNi5(吸氫後為LaNi5H6),它是一種儲氫的好材料。 [1] 容量為7L的小鋼瓶內裝鑭鎳-5所能盛的氫氣(304kPa),相當於容量為40L的15000kPa高壓氫氣鋼瓶所容納的氫氣(重量相當),只要略微加熱,LaNi5H6即可把儲存的全部氫氣釋放出來。 除鑭鎳-5外,La-Ni-Cu,Zr-Al-Ni,Ti-Fe等吸氫材料也正在研究中。 研究中國的豐產元素,尤其是稀土金屬及其合金的吸氫作用有著更重要的意義。
  既碱金属的氢化物。当碱金属跟氢气发生反应时,就生成
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碱金属的氢化物,它们都是离子化合物,其中氢以阴离子H-的形式存在,如氢化钠(NaH),氢化钾(KH)等。
  右图自左向右,分别为离子型氢化物、金属型氢化物、过渡型氢化物、共价型氢化物

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