Hva er en metallhydrid?

Metallhydrid er metaller som er bundet til hydrogen for å danne en ny forbindelse. Eventuell hydrogenforbindelse som er bundet til en annen metallelement kan effektivt kalles et metallhydrid. Generelt er bindingen kovalent i sin natur, men noen hydrider dannes fra ioniske bindinger. Hydrogenet har en oksidasjon antall -1. Metallet tar opp gassen som danner hydriden.

De vanligste eksemplene på metallhydrider inkluderer aluminium, boron, litiumborhydrid og forskjellige salter. For eksempel inkluderer aluminiumhydrid natriumaluminiumhydrid. Det finnes en rekke typer hydrider. Dette inkluderer aluminium, beryllium, kadmium, cesium, kalsium, kobber, jern, litium, magnesium, nikkel, palladium, plutonium, kalium rubidium, natrium, tallium, titan, uran og sinkhydrider.

Det er også mange mer komplekse metallhydrider som er egnet for forskjellige bruksområder. Disse komplekse metallhydridene er ofte oppløselige i eteriske løsningsmidler.

Det er fire klasser av metallhydrider. Det vanligste hydridet er de som dannes med hydrogen, kalt binære metallhydrider. Det er bare to forbindelser - hydrogen og metall. Disse hydridene er generelt uoppløselige og er ledende.

Andre typer metallhydrider er mindre vanlige eller kjente, inkludert ternære metallhydrider, koordinasjonskomplekser og klynghydrider.

Metallhydrider dannes via en av fire synteser. Den første er hydridoverføringen, som er metatheseaksjoner. Så er det eliminasjonsreaksjoner, som inkluderer eliminering av beta-hydrid og alfa-hydrid.

Den tredje er oksidative tilsetninger, som generelt er overgangen av dihydrogen til et lavt valentmetallsenter. Den fjerde er heterolytisk spaltning av dihydrogen, dette skjer når hydrider dannes når metallkomplekser behandles med hydrogen i nærvær av en base.

Det finnes en rekke komplekser, inkludert Mg-baserte hayrider, kjent for lagringskapasiteten og er termisk stabile. Testingen av slike forbindelser under høyt trykk har åpnet det for hydrider for ny bruk. Det høye trykket forhindrer termisk spaltning.

Når det gjelder brodannende hydrider, er metallhydrider med terminale hydrider normale, og de fleste er oligomere. Det klassiske termiske hydridet innebærer binding av metall og hydrogen. I mellomtiden er brodannende ligand klassisk brobygging som bruker hydrogen for å binde to metaller. Så er det bruken av dihydrogenkompleks som ikke er klassisk. Dette skjer når bi-hydrogenbindinger med et metall.

Antallet hydrogen må samsvare med oksidasjonsnummeret til metallet. For eksempel er symbolet for kalsiumhydrid CaH2, men for Tin er det SnH4.

Metallhydrider brukes ofte i brenselcelleapplikasjoner som bruker hydrogen som drivstoff. Nikkelhydrider finnes ofte i forskjellige typer batterier, spesielt NiMH-batterier. Nikkelmetallhydridbatterier er avhengige av hydrider av sjeldne jordartsmetalliske forbindelser, for eksempel lantan eller neodym bundet med kobolt eller mangan. Litiumhydrider og natriumborhydrid fungerer begge som reduksjonsmidler i kjemiske anvendelser. De fleste hydrider oppfører seg som reduksjonsmidler i kjemiske reaksjoner.

Utover brenselceller brukes metallhydrider for deres hydrogelagring og kompressorer. Metallhydrider brukes også til varmelagring, varmepumper og isotopseparasjon. Bruksområdene inkluderer sensorer, aktivatorer, rensing, varmepumper, termisk lagring og kjøling.