Che cos'è un idruro di metallo?

Gli idruri metallici sono metalli che sono stati legati all'idrogeno per formare un nuovo composto. Qualsiasi composto di idrogeno che è legato a un altro elemento metallico può effettivamente essere chiamato un idruro di metallo. Generalmente, il legame è di natura covalente, ma alcuni idruri sono formati da legami ionici. L'idrogeno ha un ossidazione numero di -1. Il metallo assorbe il gas, che forma l'idruro.

Gli esempi più comuni di idruri metallici includono alluminio, boro, boroidruro di litio e vari sali. Ad esempio, idruri di alluminio includono idruro di alluminio e sodio. Esistono diversi tipi di idruri. Ciò include alluminio, berillio, cadmio, cesio, calcio, rame, ferro, litio, magnesio, nichel, palladio, plutonio, potassio rubidio, sodio, tallio, titanio, uranio e idruri di zinco.

Esistono anche molti idruri metallici più complessi adatti a vari usi. Questi complessi idruri metallici sono spesso solubili in solventi eterici.

Esistono quattro classi di idruri metallici. L'idruro più comune è quello che si forma con l'idrogeno, soprannominato idruri metallici binari. Esistono solo due composti: idrogeno e metallo. Questi idruri sono generalmente insolubili, essendo conduttivi.

Altri tipi di idruri metallici sono meno comuni o noti, inclusi idruri metallici ternari, complessi di coordinazione e idruri a grappolo.

Gli idruri metallici sono formati attraverso una delle quattro sintesi. Il primo è il trasferimento dell'idruro, che è reazioni di metatesi. Poi ci sono reazioni di eliminazione, che include l'eliminazione di beta-idruro e alfa-idruro.

Il terzo sono aggiunte ossidative, che sono generalmente la transizione del diidrogeno in un centro di metallo a bassa valenza. La quarta è la scissione eterolitica di diidrogeno, questo accade quando si formano idruri quando i complessi metallici sono trattati con idrogeno in presenza di una base.

Esistono una varietà di complessi, tra cui hayrides a base di Mg, noti per la loro capacità di stoccaggio ed essendo termicamente stabili. Il test di tali composti ad alta pressione ha aperto gli idruri a nuovi usi. L'alta pressione impedisce la decomposizione termica.

In termini di ponti idruri, gli idruri metallici con idruri terminali sono normali, con la maggior parte oligomerica. Il classico idruro termico coinvolge legando metallo e idrogeno. Nel frattempo, il ligando a ponte è un ponte classico che utilizza l'idrogeno per legare due metalli. Quindi c'è un complesso di diidrogeno a ponte che non è classico. Ciò accade quando il biidrogeno si lega a un metallo.

Il numero di idrogeno deve corrispondere al numero di ossidazione del metallo. Ad esempio, il simbolo dell'idruro di calcio è CaH2, ma per Tin è SnH4.

Gli idruri metallici sono spesso utilizzati in applicazioni con celle a combustibile che utilizzano l'idrogeno come combustibile. Gli idruri di nichel si trovano spesso in vari tipi di batterie, in particolare batterie NiMH. Le batterie all'idruro di nichel metallico si basano su idruri di composti intermetallici di terre rare, come lantanio o neodimio legati con cobalto o manganese. Gli idruri di litio e il boroidruro di sodio servono entrambi come agenti riducenti nelle applicazioni chimiche. La maggior parte degli idruri si comporta come agenti riducenti nelle reazioni chimiche.

Oltre alle celle a combustibile, gli idruri metallici sono utilizzati per le loro capacità di immagazzinamento dell'idrogeno e compressori. Gli idruri metallici sono anche usati per l'accumulo di calore, le pompe di calore e la separazione isotopica. Gli usi includono sensori, attivatori, depurazione, pompe di calore, accumulo termico e refrigerazione.