Wodorki typu soliwodorki o budowie jonowej (wodorki typu soli)Wodorki typu soli powstają w wyniku reakcji wodoru z metalem bloku s (z wyłączeniem berylu i magnezu) w podwyższonej temperaturze. Wzór ogólny wodorków można przedstawić następująco:

gdzie:

• $\text{M}$ – symbol metalu;

• $n$ – stopień utlenienia atomu metalu.

ROAWiiQyUvOtJ

Na ilustracji przedstawiono pierwsza i drugą grupę układu okresowego. W grupie pierwszej znajdują się następujące wzory: wodór, wodorek litu, wodorek sodu, wodorek potasu, wodorek rubidu, wodorek cezu i wodorek fransu, a w grupie drugiej wodorek berylu, wodorek magnezu, wodorek wapnia, wodorek strontu, wodorek baru, wodorek radu. Wodór i wodorek berylu są zaznaczone kolorem białym, wodorek magnezu znajduje się na polu biało-żółtym, a pozostałe wodorki na polach żółtych.

Związane jest to z różnicą elektroujemnościelektroujemnośćelektroujemności. Wartość elektroujemności według Paulinga wodoru wynosi $\mathrm{2,1}$, a berylu $\mathrm{1,5}$. Różnica ich elektroujemności równa jest $\mathrm{0,6}$, co jest wartością odpowiadającą wiązaniu kowalencyjnemu. W wodorku magnezu również występuje wiązanie o charakterze kowalencyjnym.

Atom wodoru, w przypadku wodorków typu soli, jest bardziej elektroujemny niż atom metalu. W związkach tego typu atom wodoru przyjmuje jeden elektron od metalu bloku s. Staje się on jonem wodorkowym ${\text{H}}^{-}$.

RRPGAZHndpeYM

Ilustracja przedstawia reakcję pomiędzy atomem litu a atomem wodoru. Zarówno lit, jak i wodór, posiadają po jednym elektronie walencyjnym. Od elektronu atomu litu poprowadzono półokrągłą strzałkę prowadzącą do elektronu atomu wodoru. Na prawo znajduje się strzałka, symbolizująca reakcję, a po prawej stronie równania wzór wodorku litu w nawiasie kwadratowym. Lit ma ładunek +, a wodór ma dwa elektrony i ładunek minus.

W wyniku powstania wodorków oba atomy osiągnęły korzystną energetycznie konfigurację elektronową najbliższego atomu gazu szlachetnego.

Reaktywność wodorków rośnie w dół grupy układu okresowego, czyli wraz ze wzrostem różnicy elektroujemności atomów.

• Wszystkie wodorki typu soli reagują z wodą z wytworzeniem gazowego wodoru oraz wodorotlenku metalu.

W wyniku reakcji wodorku z wodą wydziela się gazowy wodór. Takie reakcje są niebezpiecznie ze względu na ich gwałtowność oraz wydzielający się wodór, który wraz z tlenem tworzy mieszaninę piorunującą – istnieje ryzyko wybuchu.

• Wodorek litu może posłużyć do otrzymania tetrahydroglinianu litu (glinowodorku litu) $\text{Li}\left[{\text{AlH}}_4\right]$. Reakcję tę prowadzi się w eterze, między wodorkiem litu a chlorkiem glinu.

W środowisku niewodnym, np. przy użyciu bezwodnego rozpuszczalnika organicznego, ograniczamy możliwość uwolnienia się wodoru, a co za tym idzie, zmniejszenie ryzyka eksplozji.

• Wodorki typu soli mogą reagować w reakcjach metatezyreakcja metatezyreakcjach metatezy z innymi wodorkami. Reakcja ta zachodzi pomiędzy stałym wodorkiem a rozpuszczonym w organicznym rozpuszczalniku chlorkiem. W wyniku tej reakcji jony wodoru zostają przeniesione na atom drugiego reagenta. Jednym z przykładów jest redukcja tetrachlorku krzemu do tetrawodorku krzemu.

Wodorki typu soli są dobrymi nośnikami wodoru – wystarczy $21 \text{g}$ wodorku, aby otrzymać $\mathrm{22,4} {\text{dm}}^3$ gazowego wodoru (odmierzonego w warunkach normalnych). Jednak zastosowanie wodorków jako paliwa jest problematyczne ze względu na ich wysoką reaktywność, która może spowodować eksplozję.

Słownik

Bibliografia

Atkins P., Jones L., Chemia ogólna. Cząstki, materia, reakcje, Warszawa $2018$.

Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa $2007$.

Encyklopedia PWN

Finholt A. E., Bond A. C., Schlesinger H. I., Lithum Aluminum Hydride, Aluminum Hydride and Lithium Gallium Hydride, and Some of their Applications in Organic and Inorganic Chemistry, „J. Am. Chem. Soc” $1947$, t. $69$, nr $5$, s. $1199—1203$., online: https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01197a061, dostęp: $11.11.2021$.

Zuckerman J. J., Hagen A. P., Inorganic Reactions and Methods, The Formation of the Bond to Hydrogen, Oklahoma., online: https://books.google.pl/books?id=ANQtNtt1jcwC&pg=PA90&lpg=PA90&dq=SiCl4+%2B+LiH&source=bl&ots=ReAuD9oQ5o&sig=ACfU3U3phIlrM3brPLz6i8pVQKy8g7UIpg&hl=pl&sa=X&ved=2ahUKEwj-l8Gb6NvpAhXDmIsKHVEtBlsQ6AEwAXoECAUQAQ#v=onepage&q=SiCl4%20%2B%20LiH&f=false, dostęp: $11.11.2021$.