Struktur, ALH3) Aluminium (ALH3) Struktur, Harta, Kegunaan

Dia Aluminium hydride Ia adalah sebatian bukan organik yang formula kimia adalah alh₃. Walaupun nampaknya bersifat sederhana, ia sebenarnya adalah bahan yang agak rumit. Kerana kecerahan kristal yang boleh berlaku dalam pepejalnya, biasanya diambil sebagai hidrida ionik, dibentuk oleh ion ke³⁺ dan h^-.

Walau bagaimanapun, sifatnya menunjukkan sebaliknya: ia adalah pepejal polimer, yang perwakilan yang paling setia akan menjadi jenis (ALH₃)_n, menjadi n Bilangan unit monomerik ALH₃ yang akan mengintegrasikan rantai kaca atau lapisan. Oleh itu, ALH₃ Ia adalah salah satu polimer yang berjaya mengamalkan struktur kristal.

Struktur kristal hidrida aluminium. Sumber: Benjah-bmm27 / domain awam

Aluminium hydride tidak pepejal dengan banyak penyebaran komersial, jadi imej yang ada adalah langka. Ia terutamanya digunakan untuk sintesis organik, di mana ia berfungsi sebagai ejen pengurangan yang kuat. Ia juga menduduki tempat yang istimewa dalam pendahuluan teknologi bahan, menjadi alternatif yang menjanjikan untuk penyimpanan hidrogen.

Kompaun ini, juga dikenali sebagai Alano, mengekalkan hubungan rapat dengan Lialh₄, Nama -namanya adalah aluminium dan litium hidrida, litium alanate, atau lithium tetrahydroalumination. Walaupun ia mempunyai ciri -ciri polimer dan metastabiliti terma, ia berlaku dalam tujuh polimorf dengan morfologi kristal yang berbeza.

[TOC]

Struktur

Koordinasi

Koordinasi Octahedral Kation Aluminium di Kristal ALH3. Sumber: Benjah-bmm27 / domain awam.

Tidak kira polimorf atau fasa kristal yang dipertimbangkan, koordinasi antara atom aluminium dan hidrogen adalah malar. Dalam imej atas, sebagai contoh, seperti dalam imej pertama, octahedron koordinasi untuk atom aluminium (sfera coklat) ditunjukkan dalam imej pertama.

Boleh melayani anda: Undang -undang stoikiometri

Setiap atom dikelilingi oleh enam jam, mewujudkan enam pautan AL-H. Cara di mana octahedra berorientasikan di ruang angkasa akan membuat perbezaan struktur antara satu polimorf dan yang lain.

Sebaliknya, setiap atom H diselaraskan dengan dua atom AL, mewujudkan ikatan Al-H-Al, yang boleh dibenarkan oleh pautan jenis 3C2E (3 pusat-2 elektron). Pautan ini bertanggungjawab untuk menyertai beberapa octaedros alh₆ di seluruh Alano Crystal.

Molekul terpencil

Alh₃ Ia dianggap polimer kerana rangkaian ALH₆ yang mengintegrasikan kaca. Untuk mengasingkan molekul Alano individu, perlu menggunakan tekanan rendah dalam suasana gas mulia yang tidak aktif. Dengan cara ini, polimer memecahkan dan melepaskan molekul ALH₃ geometri rata trigonal (sama dengan BH₃).

Sebaliknya, ada kemungkinan untuk mengurangkan dua alh₃ untuk membentuk a₂H₆, Seperti Diborano, b₂H₆. Walau bagaimanapun, untuk mencapai matlamat ini, penggunaan hidrogen pepejal diperlukan, jadi ia mungkin tidak mempunyai banyak nilai perindustrian atau komersial panjang.

Polymorphs

Alano atau Alh₃ Ia dapat membentuk sehingga tujuh polimorf: α, α ', β, γ, δ, ε dan ζ, yang mana α adalah yang paling stabil untuk perubahan suhu. Α-alh₃ Ia dibezakan dengan mempunyai morfologi padu dan struktur kristal heksagon. Ia cenderung menjadi produk di mana polimorf lain berubah apabila mereka mengalami ketidakstabilan haba.

Morfologi γ-alh₃, Sebaliknya, ia menonjol untuk menjadi jenis jarum. Itulah sebabnya ALH₃ pepejal boleh mengandungi campuran lebih daripada dua polimorf, dan kristal yang berbeza -beza ke mikroskop.

Sifat

Penampilan fizikal

Aluminium hidrida adalah penampilan pepejal yang tidak berwarna atau putih, dengan kecenderungan untuk menunjukkan bentuk jarum.

Boleh melayani anda: asid sulfonik: struktur, nomenclature, sifat, kegunaan

Jisim molar

29.99 g/mol o 30 g/mol

Takat lebur

150 ºC. Tetapi ia mula pecah dari 105 ° C.

Kelarutan air

Tinggi, kemudian bertindak balas dengannya.

Kelarutan

Tidak larut dalam pelarut diethyléter dan apolar seperti benzena dan pentan. Bertindak balas dengan alkohol dan pelarut kutub yang lain.

Penguraian

Alh₃ Ia terdedah kepada penguraian pada kelajuan yang berbeza bergantung kepada keadaan luaran, morfologi dan kestabilan terma kristal mereka, atau penggunaan pemangkin. Apabila ia berlaku, ia mengeluarkan hidrogen dan berubah menjadi aluminium logam:

2alh₃ → 2al + 3h₂

Malah, penguraian ini dan bukannya menjadi masalah, mewakili salah satu sebab mengapa Alano dianggap menarik dalam pembangunan teknologi tenaga baru.

Pembentukan tambahan

Apabila ALH₃ Ia tidak bertindak balas dengan pelarut yang tidak dapat dipulihkan, ia menetapkan penambahan dengannya, iaitu sejenis kompleks. Sebagai contoh, anda boleh membentuk kompleks dengan trimethylamine, ALH₃· 2n (CHO₃)₃, Dengan Tetrahydrofurano, ALH₃· THF, atau dengan dietileter, ALH₃· ET₂Sama ada. Yang terakhir adalah yang paling terkenal ketika sintesis atau memperoleh Alano diperkenalkan pada tahun 1947.

Memperoleh

Penampilan pertama alh₃ Mereka kembali ke tahun 1942 dan 1947, sebagai tahun lepas ketika sintesisnya dibentangkan menggunakan Lialh₄ Dalam medium dietil:

3Lialh₄ + ALCL₃+ nEt₂O → 4alh₃ · nEt₂O + 3licl

Penyelesaian Ethereal, ALH₃ · nEt₂Atau, dia terpaksa mengemukakan mengecewakan, dengan tujuan menghapuskan ET₂Atau Dapatkan ALH₃ Murni. Sebagai tambahan kepada masalah ini, LICL harus dihapuskan dari medium produk.

Oleh itu, dari tahun 1950 hingga 1977, sintesis baru direka untuk mendapatkan hasil alh yang lebih baik₃, serta pepejal yang paling murni dan sifat terma dan morfologi yang lebih baik. Mengubah jumlah, langkah dan instrumen yang digunakan, adalah mungkin untuk memihak kepada polimorf di atas yang lain. Walau bagaimanapun, α-alh₃ Biasanya produk majoriti.

Ia boleh melayani anda: Alilo: Unit Allyic, Carbocation, Radikal, Contoh

Kaedah sintesis lain terdiri daripada penggunaan elektrokimia. Untuk melakukan ini, anod aluminium dan katod platinum digunakan. Dalam anod reaksi berikut berlalu:

3alh₄^- + Kepada³⁺ + nTHF → 4Alh₃ · nTHF + 3E^-

Semasa di natrium logam katod diperoleh. Kemudian ALH₃ · nTHF juga mengalami kekecewaan untuk menghapuskan THF dan akhirnya mendapatkan ALH₃.

Aplikasi

Mengurangkan ejen

Alh₃ Ia berfungsi untuk mengurangkan kumpulan fungsi tertentu sebatian organik seperti asid karboksilik, keton, aldehid dan ester. Secara praktikal, apa yang dilakukannya ialah menambah hidrogen. Sebagai contoh, ster boleh dikurangkan kepada alkohol dengan kehadiran kumpulan nitro:

Pengurangan ster dengan aluminium hidrida. Sumber: Halia / Domain Awam.

Takungan hidrogen

Aluminium Hydride mewakili alternatif untuk berfungsi sebagai takungan hidrogen, dan dengan itu, dapat mengeluarkannya secara mudah alih dalam peranti yang beroperasi dengan bateri hidrogen. Jumlah yang diperoleh dari h₂ sesuai dengan jumlah yang lebih besar daripada dua daripada ALH₃.

Mempunyai ALH₃, dan menguraikannya dikawal, jumlah h yang diinginkan dapat dikeluarkan₂ bila -bila masa. Oleh itu, ia boleh digunakan sebagai bahan bakar roket dan semua aplikasi tenaga yang berusaha memanfaatkan pembakaran hidrogen.

Rujukan

1. Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi Keempat). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Aluminium hidrida. Diperoleh dari: dalam.Wikipedia.org
3. Pusat Kebangsaan Maklumat Bioteknologi. (2020). Aluminium hidrida. Pangkalan data PUBCHEM., CID = 14488. Pulih dari: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
4. J. Graetz et al. (2011). Aluminium hidrida sebagai bahan penyimpanan hidrogen dan tenaga: masa lalu, sekarang dan masa depan. Elsevier b.V.
5. Xu Bo et al. (2014). Penyediaan dan sifat termal polimorf hidrida pelajar. doi.org/10.1016/j.Vakum.2013.05.009