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金屬氫化物概述

一、什么是氫化物

氫化物是氫與其他元素形成的二元化合物。但一般科學(xué)技術(shù)工作中總是把氫同金屬的二元化合物稱(chēng)氫化物,而把氫同非金屬的二元化合物稱(chēng)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(jià)型和過(guò)渡型3類(lèi),它們的性質(zhì)各不相同。

二、氫化物的分類(lèi)

1.離子型氫化物

離子型氫化物是氫和堿金屬、堿土金屬中的鈣、鍶、鋇、鐳所形成的二元化合物。這些元素的電負性都比氫的電負性小。

2.共價(jià)型氫化物

共價(jià)型氫化物也稱(chēng)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。共價(jià)型氫化物也有還原性,因氫的氧化數為+1,其還原性大小取決于另一元素R-n失電子能力。一般說(shuō),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。

3.過(guò)度型氫化物

過(guò)渡型氫化物是除上述兩類(lèi)外,其余元素與氫形成的二元化合物,這類(lèi)氫化物組成不符合正?;蟽r(jià)規律。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(chēng)間充型氫化物。

三、金屬氫化物的定義

金屬氫化物是由某些金屬元素(堿金屬元素、除鈹(Be)以外的堿土金屬元素、部分d區元素和部分f區元素)與氫元素組成的化合物。此類(lèi)化合物化學(xué)性質(zhì)活潑,儲量少,但具有很高的使用價(jià)值。常見(jiàn)的金屬氫化物有、氫化鈉、氫化鉀、氫化鈣、氫化亞銅、氫化鋁鋰、氫化鋰。

四、金屬氫化物的分類(lèi)

1.鹽型金屬氫化物

既堿金屬的氫化物。它們都是離子化合物,其中氫以陰離子H-的形式存在。常見(jiàn)的離子型金屬氫化物有LiH、NaH、KH、CaH2、BaH2等。

2.金屬型金屬氫化物

大多數d區元素和f區元素能形成金屬型氫化物。常見(jiàn)的金屬型金屬氫化物有CrH2、NiH、CuH、ZnH2、PdH0.8等。金屬型金屬氫化物基本上保留著(zhù)金屬的外觀(guān)特征,有金屬光澤,具有導電性,且導電性隨氫含量的增多而降低。

五、金屬氫化物的用途

金屬氫化物尤其是鹽型金屬氫化物被廣泛用于無(wú)機和有機合成中作還原劑和負氫離子的來(lái)源,或在野外用作生氫劑,使用方便但價(jià)格昂貴。

另外,研究證明,某些金屬具有很強的捕捉氫的能力,在一定的溫度和壓力條件下,這些金屬能夠大量“吸收”氫氣,反應生成金屬氫化物,同時(shí)放出熱量。其后,將這些金屬氫化物加熱,它們又會(huì )分解,將儲存在其中的氫釋放出來(lái)。這些會(huì )“吸收”氫氣的金屬,稱(chēng)為儲氫合金。

研究發(fā)展中的儲氫合金主要有鈦系儲氫合金、鋯系儲氫合金、鐵系儲氫合金及稀土系儲氫合金。儲氫合金的飛速發(fā)展,給氫氣的利用開(kāi)辟了廣闊的道路。


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