Metallihydridit ovat metalleja, jotka on sitoutunut vetyyn uuden yhdisteen muodostamiseksi. Mikä tahansa vetyyhdiste, joka on sitoutunut toiseen metalliosa voidaan tehokkaasti kutsua metallihydridiksi. Yleensä sidos on kovalenttinen luonteeltaan, mutta jotkut hydridit muodostuvat ionisista sidoksista. Vety on hapetus lukumäärä -1. Metalli imee kaasun, joka muodostaa hydridin.
Esimerkkejä metallihydrideistä
Yleisimpiä esimerkkejä metallihydrideistä ovat alumiini, boori, litiumboorihydridi ja erilaiset suolat. Esimerkiksi alumiinihydrideihin sisältyy natriumalumiinihydridi. Hydridejä on useita tyyppejä. Tähän sisältyy alumiini, beryllium, kadmium, cesium, kalsium, kupari, rauta, litium, magnesium, nikkeli, palladium, plutonium, kaliumbridium, natrium, tallium, titaani, uraani ja sinkkihydridit.
On myös monia monimutkaisempia metallihydridejä, jotka soveltuvat erilaisiin käyttötarkoituksiin. Nämä monimutkaiset metallihydridit ovat usein liukenevia eetterisiin liuottimiin.
Metallihydridit
Metallihydridejä on neljä luokkaa. Yleisimpiä hydridejä ovat ne, jotka muodostuvat vedyn kanssa, dublatut binaarimetallihydridit. On vain kaksi yhdistettä - vety ja metalli. Nämä hydridit ovat yleensä liukenemattomia, johtavia.
Muun tyyppiset metallihydridit ovat vähemmän yleisiä tai tunnettuja, mukaan lukien kolmiosaiset metallihydridit, koordinaatiokompleksit ja klusterihydridit.
Hydridiformulaatio
Metallihydridejä muodostetaan yhdellä neljästä synteesistä. Ensimmäinen on hydridin siirto, joka on metateesireaktioita. Sitten tapahtuu eliminaatioreaktioita, joihin sisältyy beetahydridin ja alfahydridin eliminointi.
Kolmas on oksidatiiviset lisäykset, joka on yleensä dihydrogeenin siirtyminen matalan valenssin omaavaan metallikeskukseen. Neljäs on divetyn heterolyyttinen pilkkominen, tämä tapahtuu, kun muodostuu hydridejä, kun metallikomplekseja käsitellään vedyllä emäksen läsnä ollessa.
On olemassa erilaisia komplekseja, mukaan lukien Mg-pohjaiset hayridit, jotka tunnetaan varastointikapasiteetistaan ja ovat lämpöstabiileja. Tällaisten yhdisteiden testaaminen korkeassa paineessa on avannut sen hydridit uusiin käyttötarkoituksiin. Korkea paine estää termisen hajoamisen.
Siltahydridien suhteen metallihydridit terminaalisten hydridien kanssa ovat normaaleja, useimmat oligomeeriset. Klassinen lämpöhydridi sisältää metallin ja vedyn sitomisen. Samaan aikaan silloittava ligandi on klassinen silta, joka käyttää vetyä kahden metallin sitomiseen. Sitten on vetykompleksisilta, joka ei ole klassinen. Tämä tapahtuu, kun bivety sitoutuu metalliin.
Vedyn määrän on vastattava metallin hapetuslukua. Esimerkiksi kalsiumhydridin symboli on CaH2, mutta Tinille se on SnH4.
Käyttö metallihydrideihin
Metallihydridejä käytetään usein polttokenno-sovelluksissa, joissa käytetään vetyä polttoaineena. Nikkelihydridejä löytyy usein erityyppisistä akkuista, erityisesti NiMH-akkuista. Nikkelimetallihydridi-akut riippuvat harvinaisten maametallien välisistä metalliyhdisteistä, kuten kobolttiin tai mangaaniin sitoutuneesta lantaanista tai neodyymistä, kuten hydrideistä. Litiumhydridit ja natriumboorihydridi toimivat molemmat pelkistysaineina kemiallisissa sovelluksissa. Useimmat hydridit käyttäytyvät pelkistysaineina kemiallisissa reaktioissa.
Polttokennojen lisäksi metallihydridejä käytetään vedyn varastointi- ja kompressoriominaisuuksiinsa. Metallihydridejä käytetään myös lämmön varastointiin, lämpöpumppuihin ja isotooppien erotukseen. Käyttökohteita ovat anturit, aktivaattorit, puhdistus, lämpöpumput, lämpövarastointi ja jäähdytys.