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| − | + | 中文名；氢化物 | |
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| + | 作用；还原剂、引发剂和催化剂 | ||
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| − | '''氢化物'''是氢与其他元素形成的二元化合物。但一般科学技术工作中总是把氢同金属的二元化合物称氢化物，而把氢同非金属的二元化合物称某化氢。在周期表中，除稀有气体外的元素几乎都可以和氢形成氢化物，大体分为离子型、共价型和过渡型3类，它们的性质各不相同。<ref>[ ], , | + | '''氢化物'''是氢与其他元素形成的二元[[ 化合物]] 。但一般科学技术工作中总是把氢同金属的二元化合物称氢化物，而把氢同非金属的二元化合物称某化氢。在周期表中，除稀有气体外的[[ 元素]] 几乎都可以和氢形成氢化物，大体分为离子型、共价型和过渡型3类，它们的性质各不相同。<ref>[https://wenda.so.com/q/1472033074727988?src=180&q=%E6%B0%A2%E5%8C%96%E7%89%A9 如何比较氢化物的还原性?(如比较水和硫化氢的还原性?)],360问答 , 2015年12月14日</ref> |
==盐型== | ==盐型== | ||
| − | 离子型氢化物也称盐型氢化物。是氢和碱金属、碱土金属中的钙、锶、钡、镭所形成的二元化合物。其固体为离子晶体，如NaH、BaH2等。这些元素的电负性都比氢的电负性小。在这类氢化物中，氢以H-形式存在，熔融态能导电，电解时在阳极放出氢气，故该方法又称金属储氢法。离子型氢化物都是无色或白色晶体，常因含有金属杂质而发灰，金属过量则呈蓝紫色。离子型氢化物中氢的氧化数为-1，具有强烈失电子趋势，是很强的还原剂，在水溶液中与水强烈反应放出氢气，使溶液呈强碱性，如： | + | 离子型氢化物也称盐型氢化物。是氢和碱[[ 金属]] 、碱土金属中的钙、锶、钡、镭所形成的二元化合物。其固体为离子晶体，如NaH、BaH2等。这些元素的电负性都比氢的电负性小。在这类氢化物中，氢以H-形式存在，熔融态能导电，电解时在阳极放出氢气，故该方法又称金属储氢法。离子型氢化物都是无色或白色晶体，常因含有金属杂质而发灰，金属过量则呈蓝紫色。离子型氢化物中氢的氧化数为-1，具有强烈失电子趋势，是很强的还原剂，在水溶液中与水强烈反应放出[[ 氢气]] ，使溶液呈强碱性，如： |
CaH2+2H2O→Ca(OH)2+2H2↑ | CaH2+2H2O→Ca(OH)2+2H2↑ | ||
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离子型氢化物对空气和水是不稳定的，有些甚至会发生自燃。 | 离子型氢化物对空气和水是不稳定的，有些甚至会发生自燃。 | ||
| − | 离子型氢化物可由金属与氢气在不同条件下直接合成制得。反应温度为300- 700 C。为了避免反应在金属表面生成的氢化物阻止进一步的反应，常用金属在矿物油中的分散质，或者加入表面活性剂。 | + | 离子型氢化物可由金属与氢气在不同条件下直接合成制得。反应[[ 温度]] 为300- 700 C。为了避免反应在金属表面生成的氢化物阻止进一步的反应，常用金属在矿物油中的分散质，或者加入表面活性剂。 |
| − | 除用做还原剂外，还用做干燥剂、脱水剂、氢气发生剂，1kg氢化锂在标准状态下同水反应可以产生2.8m3的氢气。在非水溶剂中与+Ⅲ氧化态的B(Ⅲ)，Al(Ⅲ)等生成广泛用于有机合成和无机合成的复合氢化物，如氢化铝锂： | + | 除用做还原剂外，还用做干燥剂、[[ 脱水剂]] 、氢气发生剂，1kg氢化锂在标准状态下同水反应可以产生2.8m3的氢气。在非水溶剂中与+Ⅲ氧化态的B(Ⅲ)，Al(Ⅲ)等生成广泛用于有机合成和无机合成的复合氢化物，如氢化铝锂： |
4LiH+AlCl3→LiAlH4+3LiCl | 4LiH+AlCl3→LiAlH4+3LiCl | ||
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==共价型== | ==共价型== | ||
| − | 共价型氢化物也称分子型氢化物。由氢和ⅢA～ⅦA族元素所形成。其中与ⅢA族元素形成的氢化物是缺电子化合物和聚合型氢化物，如乙硼烷B2H6，氢化铝(AlH3)n等。各共价型氢化物热稳定性相差十分悬殊，氢化铅PbH4，氢化铋BiH3在室温下强烈分解，氟化氢，水受热到1000℃时也几乎不分解。共价型氢化物也有还原性，因氢的氧化数为+1，其还原性大小取决于另一元素R-n失电子能力。一般说，同一族从上至下还原性增强，同一周期从左至右还原性减弱，例如： | + | 共价型氢化物也称分子型氢化物。由氢和ⅢA～ⅦA族[[ 元素]] 所形成。其中与ⅢA族元素形成的氢化物是缺电子化合物和聚合型氢化物，如乙硼烷B2H6，氢化铝(AlH3)n等。各共价型氢化物热稳定性相差十分悬殊，氢化铅PbH4，氢化铋BiH3在室温下强烈分解，氟化氢，水受热到1000℃时也几乎不分解。共价型[[ 氢化物]] 也有还原性，因氢的氧化数为+1，其还原性大小取决于另一元素R-n失电子能力。一般说，同一族从上至下还原性增强，同一周期从左至右还原性减弱，例如： |
4NH3+5O2→4NO+6H2O | 4NH3+5O2→4NO+6H2O | ||
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与水不作用的：CH4，PH3，AsH3，GeH4，SnH4，SbH3。 | 与水不作用的：CH4，PH3，AsH3，GeH4，SnH4，SbH3。 | ||
| − | 氢化物RHn给出质子的能力一般与R的电负性、半径有关。同一周期从左至右酸性随R的电负性增大而增强；同一族，从上至下，酸性增强主要由R的半径相应增大决定。酸碱性强弱由氢化物在水中电离出H+质子的热化学循环过程中总能量效应决定 | + | 氢化物RHn给出质子的能力一般与R的电负性、半径有关。同一周期从左至右酸性随R的电负性增大而增强；同一族，从上至下，酸性增强主要由R的半径相应增大决定。酸碱性强弱由氢化物在水中电离出H+[[ 质子]] 的热化学循环过程中总能量效应决定 |
==过渡型== | ==过渡型== | ||
| − | 过渡型氢化物也称金属型氢化物。是除上述两类外，其余元素与氢形成的二元化合物，这类氢化物组成不符合正常化合价规律，如，氢化镧LaH2.76，氢化铈CeH2.69，氢化钯Pd2H等。它们晶格中金属原子的排列基本上保持不变，只是相邻原子间距离稍有增加。因氢原子占据金属晶格中的空隙位置，也称间充型氢化物。过渡型氢化物的形成与金属本性、温度以及氢气分压有关。它们的性质与母体金属性质非常相似，并具有明显的强还原性。一般热稳定性差，受热后易放出氢气。氢气作为未来很有希望的能源，要解决的中心问题是如何储存。一些金属或合金是储氢的好材料。钯、钯合金及铀都是强吸氢材料，但价格昂贵。最受人们注意的是镧镍-5LaNi5（吸氢后为LaNi5H6），它是一种储氢的好材料。 | + | 过渡型氢化物也称金属型氢化物。是除上述两类外，其余元素与氢形成的二元化合物，这类氢化物组成不符合正常[[ 化合价]] 规律，如，氢化镧LaH2.76，氢化铈CeH2.69，氢化钯Pd2H等。它们晶格中金属原子的排列基本上保持不变，只是相邻原子间距离稍有增加。因氢原子占据金属晶格中的空隙位置，也称间充型氢化物。过渡型氢化物的形成与金属本性、温度以及氢气分压有关。它们的性质与母体金属性质非常相似，并具有明显的强还原性。一般热稳定性差，受热后易放出[[ 氢气]] 。氢气作为未来很有希望的能源，要解决的中心问题是如何储存。一些金属或合金是储氢的好材料。钯、钯合金及铀都是强吸氢材料，但价格昂贵。最受人们注意的是镧镍-5LaNi5（吸氢后为LaNi5H6），它是一种储氢的好[[ 材料]] 。 |
| − | 容量为7L的小钢瓶内装镧镍-5所能盛的氢气(304kPa)，相当于容量为40L的15000kPa高压氢气钢瓶所容纳的氢气（重量相当），只要略微加热，LaNi5H6即可把储存的全部氢气释放出来。除镧镍-5外，La-Ni-Cu，Zr-Al-Ni，Ti-Fe等吸氢材料也正在研究中。研究中国的丰产元素，尤其是稀土金属及其合金的吸氢作用有着更重要的意义。 | + | 容量为7L的小钢瓶内装镧镍-5所能盛的氢气(304kPa)，相当于容量为40L的15000kPa高压氢气钢瓶所容纳的氢气（重量相当），只要略微加热，LaNi5H6即可把储存的全部氢气释放出来。除镧镍-5外，La-Ni-Cu，Zr-Al-Ni，Ti-Fe等吸氢材料也正在研究中。研究中国的丰产[[ 元素]] ，尤其是稀土金属及其合金的吸氢作用有着更重要的意义。 |
| − | 既碱金属的氢化物。当碱金属跟氢气发生反应时,就生成碱金属的氢化物,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。 | + | 既碱金属的氢化物。当碱金属跟氢气发生反应时,就生成碱金属的氢化物,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。 | + | 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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於 2022年5月6日 (五) 18:33 的最新修訂
| 氫化物 |
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中文名；氫化物 類別；二元化合物 種類；離子型氫化物/共價型氫化物 作用；還原劑、引發劑和催化劑 |
氫化物是氫與其他元素形成的二元化合物。但一般科學技術工作中總是把氫同金屬的二元化合物稱氫化物，而把氫同非金屬的二元化合物稱某化氫。在周期表中，除稀有氣體外的元素幾乎都可以和氫形成氫化物，大體分為離子型、共價型和過渡型3類，它們的性質各不相同。[1]
鹽型
離子型氫化物也稱鹽型氫化物。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
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製得。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、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複合氫化物，如氫化鋁鋰：
4LiH+AlCl3→LiAlH4+3LiCl
複合氫化物主要用做還原劑、引發劑和催化劑。
共價型
共價型氫化物也稱分子型氫化物。由氫和ⅢA～ⅦA族元素所形成。其中與ⅢA族元素形成的氫化物是缺電子化合物和聚合型氫化物，如乙硼烷B2H6，氫化鋁(AlH3)n等。各共價型氫化物熱穩定性相差十分懸殊，氫化鉛PbH4，氫化鉍BiH3在室溫下強烈分解，氟化氫，水受熱到1000℃時也幾乎不分解。共價型氫化物也有還原性，因氫的氧化數為+1，其還原性大小取決於另一元素R-n失電子能力。一般說，同一族從上至下還原性增強，同一周期從左至右還原性減弱，例如：
4NH3+5O2→4NO+6H2O
2PH3+4O2→P2O5+3H2O
2H2S+3O2→2SO2+2H2O
共價型氫化物在水中的行為較為複雜。常見為：
形成強酸的：HCl，HBr，HI；
形成弱酸的：HF，H2S，H2Se，H2Te；
形成鹼的：NH3；
水解放出氫氣的：B2H6，SiH4；
與水不作用的：CH4，PH3，AsH3，GeH4，SnH4，SbH3。
氫化物RHn給出質子的能力一般與R的電負性、半徑有關。同一周期從左至右酸性隨R的電負性增大而增強；同一族，從上至下，酸性增強主要由R的半徑相應增大決定。酸鹼性強弱由氫化物在水中電離出H+質子的熱化學循環過程中總能量效應決定
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。因氫原子占據金屬晶格中的空隙位置，也稱間充型氫化物。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，受熱後易放出氫氣。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。
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着更重要的意義。
既鹼金屬的氫化物。當鹼金屬跟氫氣發生反應時,就生成鹼金屬的氫化物,它們都是離子化合物,其中氫以陰離子H-的形式存在，如氫化鈉（NaH),氫化鉀(KH)等。
右圖自左向右，分別為離子型氫化物、金屬型氫化物、過渡型氫化物、共價型氫化物。
沸點
參考來源
參考資料
- ↑ 如何比較氫化物的還原性?(如比較水和硫化氫的還原性?),360問答 , 2015年12月14日