Combinațiile Elementelor cu Hidrogenul

GENERALITĂŢI

Hidrogenul este considerat cel mai răspândit element din univers (93-94%), fiind pus în evidenţă, spectroscopic, în cromosfera soarelui, în stele şi nebuloase.

Pe planeta noastră, hidrogenul se găseşte în cantitate mică în stare liberă în gazele vulcanice, în stratul superior al atmosferei, în gazele naturale şi gazul petrolier.

Intră în componenţa unei mari varietăţi de compuşi din regiunea mineral, vegetal şi animal. Din compuşii cunoscuţi în prezent, marea majoritate conţin hidrogen.

Printre aceştia, apa şi hidrocarburile constituie compuşii cei mai răspândiţi şi mai bogaţi în hidrogen.

Nume, Simbol, Număr atomic Hidrogen, H, 1

Densitate 0.0899 kg/m3

Aspect gaz incolor

Masa atomică 1.00794 u.a.m.

Rază atomică 25 pm

Configuraţie electronică 1s1

Stare de agregare gaz

Punct de topire 14,025 K (−259,125 °C)

Punct de fierbere 20,268 K (−252,882 °C)

Capacitate calorică 14304 J/(kg • K)

Presiune vapori 209 • 103 Pa

Potenţial de ionizare 1312 kJ/mol

Uşor inflamabil

2. CLASIFICAREA HIDRURILOR

După natura elementelor ce se pot combina cu hidrogenul, distingem două categorii de hidruri:

- hidruri ale metalelor ;

- hidruri ale nemetalelor şi semimetalelor ;

2.1. HIDRURI METALICE

Datorită particularităţilor electronice ale atomului de hidrogen care dispune de un singur orbital atomic 1s, neavând nivele electronice interioare şi posedând electronegativitatea 2, 1, comparabilă cu a borului şi carbonului, hidrogenul se combină, în condiţii bine determinate cu majoritatea metalelor, formând hidruri, combinaţiile cele mai simple ale elementelor, cu o mare varietate de tipuri structurale şi proprietăţi specifice. De fapt, hidruri veritabile conţinând ionul hidrură H¯ sunt numai combinaţiile hidrogenului cu metalele puternic electropozitive .

Compuşii hidrogenului cu celelalte metale, în special tranziţionale care nu conţin ionul hidrură sunt sisteme complexe, interstiţiale, formate din mai multe faze, în general nestoechiometrice care uneori capătă proprietăţi analoage aliajelor, numindu-se impropriu hidruri. Limitele între aceste categorii nefiind întotdeauna bine conturate, o clasificare a lor riguroasă este greu de realizat.

Totuşi în linii mari distingem:

- hidruri ionice ;

- hidruri covalente ;

- hidruri interstiţiale ;

- hidruri intermediare între cele interstiţiale şi cele ionice sau covalente ;

- hidruri anionice ;

2.2.HIDRURI NEMETALICE ŞI SEMIMETALICE

Elementele nemetalice şi semimetalice formează cu hidrogenul hidruri moleculare volatile, după cum urmează:

- elementele din grupa a V A -VII A, hidruri de tipul EHn , unde n=1,2,3 sau E2H4, unde E=N,P,As. Totodată se înregistrează existenţa unor compuşi specifici la o parte dintre aceste elemente , fară corespondenţă în grupă : H2O2 (apa oxigenată), H2S2 (sulfanii), As2 S2, As4 S2 ;

- elementele din grupa a IV A hidruri de tipul SinH2n+2 (silani), GenH2n+2 (germani) şi hidruri polimere de tipul (SiH)n, (SiH2)n, (GeH)n şi (GeH2)n;

- hidrurile de bor , care pot fi grupate în borani de tipul BnHn+4, BnHn+6, borani ciclici, policiclici şi carborani Bn-2C2Hn;

Legăturile cu hidrogenul E-H sunt covalente şi energia lor creşte în perioade, scăzând în grupe, pe măsură ce creşte numărul atomic, valorile lor fiind în deplină concordanţă cu stabilitatea termică .