Wodorki: właściwości, typy, nazewnictwo i przykłady

Wodorek to wodór w postaci anionowej (H-) lub związki utworzone z połączenia pierwiastka chemicznego (metalicznego lub niemetalicznego) z anionem wodorowym. Spośród znanych pierwiastków chemicznych wodór ma najprostszą strukturę, ponieważ w stanie atomowym ma proton w jądrze i elektron.

Mimo to wodór występuje tylko w formie atomowej w warunkach dość wysokich temperatur. Innym sposobem rozpoznawania wodorków jest zaobserwowanie, że jeden lub więcej centralnych atomów wodoru w cząsteczce ma zachowanie nukleofilowe, jako środek redukujący lub nawet jako zasada.

Zatem wodór może łączyć się z większością elementów układu okresowego, tworząc różne substancje.

Jak powstają wodorki?

Wodorki powstają, gdy wodór w postaci molekularnej jest związany z innym pierwiastkiem - pochodzenia metalicznego lub niemetalowego - bezpośrednio przez dysocjację cząsteczki z wytworzeniem nowego związku.

W ten sposób wodór tworzy wiązania typu kowalencyjnego lub jonowego, w zależności od rodzaju elementu, z którym jest połączony. W przypadku łączenia się z metalami przejściowymi, wodory międzywęzłowe są tworzone z właściwościami fizycznymi i chemicznymi, które mogą się znacznie różnić w zależności od metalu.

Istnienie anionów o swobodnych formach jest ograniczone do zastosowania ekstremalnych warunków, które nie występują łatwo, więc w niektórych cząsteczkach reguła oktetu nie jest spełniona.

Możliwe jest, że nie zostaną podane inne reguły związane z rozkładem elektronów, które będą musiały zastosować wyrażenia łączy wielu ośrodków, aby wyjaśnić powstawanie tych związków.

Właściwości fizyczne i chemiczne wodorków

Pod względem właściwości fizycznych i chemicznych można powiedzieć, że cechy każdego wodorku zależą od rodzaju wykonywanego wiązania.

Na przykład, gdy anion wodorkowy jest związany z centrum elektrofilowym (na ogół jest to nienasycony atom węgla), powstały związek zachowuje się jak środek redukujący, którego zastosowanie jest bardzo rozpowszechnione w syntezie chemicznej.

Natomiast w połączeniu z takimi pierwiastkami, jak metale alkaliczne, cząsteczki te reagują ze słabym kwasem (kwasem Bronsteda) i zachowują się jak silne zasady, uwalniając wodór. Te wodorki są bardzo przydatne w syntezie organicznej.

Następnie obserwuje się, że natura wodorków jest bardzo zróżnicowana, ponieważ może tworzyć oddzielne cząsteczki, ciała stałe typu jonowego, polimery i wiele innych substancji.

Z tego powodu mogą być stosowane jako desykanty, rozpuszczalniki, katalizatory lub związki pośrednie w reakcjach katalitycznych. Mają także wiele zastosowań w laboratoriach lub przemysłach do różnych celów.

Wodorki metali

Istnieją dwa rodzaje wodorków: metaliczny i niemetaliczny.

Wodorki metaliczne to te substancje binarne, które powstają w wyniku połączenia pierwiastka metalicznego z wodorem, zwykle takiego, który jest elektrododatni, takiego jak metale alkaliczne lub ziem alkalicznych, chociaż zawarte są również wodory międzywęzłowe.

Jest to jedyny rodzaj reakcji, w którym wodór (którego liczba utleniania wynosi zwykle +1) ma dodatkowy elektron na swoim najbardziej zewnętrznym poziomie; to znaczy, że jego liczba walencyjna jest przekształcana na -1, chociaż natura wiązań w tych wodorkach nie została całkowicie zdefiniowana przez rozbieżność badaczy przedmiotu.

Wodorki metali mają pewne właściwości metali, takie jak ich twardość, przewodność i jasność; ale w przeciwieństwie do metali wodorki mają pewną kruchość, a ich stechiometria nie zawsze jest zgodna z prawami chemii wagi.

Wodorki niemetaliczne

Ten typ wodorku powstaje z kowalencyjnego połączenia między pierwiastkiem niemetalicznym a wodorem, tak że pierwiastek niemetaliczny jest zawsze w swojej najniższej liczbie utleniania, aby wytworzyć pojedynczy wodorek z każdym.

To także, że tego typu związki są w większości gazowe w standardowych warunkach środowiskowych (25 ° C i 1 atm). Z tego powodu wiele niemetalicznych wodorków ma niskie temperatury wrzenia ze względu na siły van der Waalsa, które uważa się za słabe.

Niektóre wodorki tej klasy są odrębnymi cząsteczkami, inne należą do grupy polimerów lub oligomerów, a nawet wodór, który przeszedł proces chemisorpcji na powierzchni, może zostać włączony do tej listy.

Nazewnictwo, jak się nazywają?

Aby napisać wzór dla wodorków metali, zacznij od napisania metalu (symbolu pierwiastka metalicznego), po którym następuje wodór (MH, gdzie M jest metalem).

Nazywanie ich rozpoczyna się od słowa hydride, po którym następuje nazwa metalu („M hydride”), więc LiH czyta „wodorek litu”, CaH ₂ odczytuje „wodorek wapnia” i tak dalej.

W przypadku wodorków niemetalicznych jest napisane odwrotnie dla wodorków metalicznych; to znaczy zaczyna się od napisania wodoru (jego symbolu) przez niemetal (HX, gdzie X jest niemetalem).

Aby je nazwać, zacznij od nazwy elementu niemetalicznego i dodaj przyrostek „uro”, kończący się słowami „wodór” („X-uro de hydrogen”), więc HBr czyta „bromowodór”, H ₂ S czyta „siarkowodór” i tak dalej.