A fémhidrid olyan fémek, amelyeket hidrogénhez kötöttek egy új vegyület előállításához. Bármely hidrogénvegyület, amelyhez kapcsolódik fém elem valójában fémhidridnek nevezhető. Általában a kötés kovalens természetű, de néhány hidrid ionos kötésekből képződik. A hidrogénnek van oxidáció -1 száma. A fém elnyeli a gázt, amely hidridet képez.
Példák fémhidridre
A fémhidrid leggyakoribb példái az alumínium, bór, lítium-bór-hidrid és különféle sói. Például az alumínium-hidridek közé tartozik a nátrium-alumínium-hidrid. Számos típusú hidrid létezik. Ide tartoznak az alumínium, berillium, kadmium, cézium, kalcium, réz, vas, lítium, magnézium, nikkel, palládium, plutónium, kálium-rubidium, nátrium, tallium, titán, urán és cink-hidridek.
Számos összetettebb fémhidrid is létezik, különféle felhasználásokra. Ezek az összetett fémhidrid gyakran éterikus oldószerekben oldódnak.
Fémhidrid osztályok
A fémhidrid négy osztályba sorolható. A leggyakoribb hidridek azok, amelyek hidrogénnel képződnek, vagyis bináris fémhidridek. Csak két vegyület létezik: hidrogén és fém. Ezek a hidridek általában oldhatatlanok, vezetőképesek.
Más típusú fémhidrid kevésbé gyakori vagy ismert, ideértve a háromkomponensű fém-hidrideket, a koordinációs komplexeket és a klaszter-hidrideket.
Hidrid készítmény
Fémhidrid képződik a négy szintézis egyikével. Az első a hidrid transzfer, azaz a metatézis reakciók. Ezután eliminációs reakciók vannak, amelyek magukban foglalják a béta-hidrid és az alfa-hidrid eltávolítását.
A harmadik az oxidatív addíciók, amelyek általában a dihidrogén átmenete egy alacsony vegyértékű fémcentrumba. A negyedik a dihidrogén heterolitikus hasítása, ez akkor fordul elő, amikor hidridek képződnek, amikor a fémkomplexeket hidrogénnel kezelik bázis jelenlétében.
Különféle komplexek léteznek, beleértve az Mg-alapú hairideket is, amelyek tárolási kapacitásukról ismertek és termikusan stabilak. Az ilyen vegyületek nagynyomású tesztelése új felhasználásokhoz nyitotta meg a hidrideket. A magas nyomás megakadályozza a hőbomlást.
Az áthidaló hidridek szempontjából a fémhidrid a terminális hidriddel normális, legtöbbjük oligomer. A klasszikus termikus hidrid magában foglalja a fém és a hidrogén megkötését. Eközben az áthidaló ligandum klasszikus áthidaló, amely hidrogént használ két féma megkötésére. Aztán ott van a dihidrogén komplex áthidalása, amely nem klasszikus. Ez akkor fordul elő, ha a hidrogén hidrogén kötődik egy fémhez.
A hidrogén számának meg kell egyeznie a fém oxidációs számával. Például a kalcium-hidrid szimbóluma a CaH2, Ón esetében pedig az SnH4.
Fémhidrid felhasználás
A fémhidrideket gyakran használják olyan üzemanyagcellákban, amelyekben hidrogént használnak tüzelőanyagként. A nikkel-hidridek gyakran megtalálhatók különféle típusú elemekben, különösen a NiMH elemekben. A nikkel-fém-hidrid akkumulátorok ritkaföldfémek közötti intermetallikus vegyületek hidridjeire támaszkodnak, mint például a kobaltgal vagy mangánhoz kötött lantán vagy neodímium. A lítium-hidridek és a nátrium-bór-hidrid egyaránt redukálószerként szolgálnak a kémiai alkalmazásokban. A legtöbb hidrid redukálószerként viselkedik a kémiai reakciók során.
Az üzemanyagcellákon túl a fémhidrideket használják hidrogén tárolásához és kompresszorukhoz. A fémhidrideket hőtárolásra, hőszivattyúkra és izotópok elválasztására is használják. A felhasználás magában foglalja az érzékelőket, aktivátorokat, tisztítást, hőszivattyúkat, hőtárolást és hűtést.