Hydrid rtuťnatý - Mercury(II) hydride
Jména | |
---|---|
Název IUPAC Hydrid rtuťnatý | |
Ostatní jména Merkuran Rtuťnatý hydrid | |
Identifikátory | |
3D model (JSmol ) | |
PubChem CID | |
| |
| |
Vlastnosti | |
HgH 2 | |
Molární hmotnost | 202,61 g mol−1 |
Související sloučeniny | |
Související sloučeniny | Hydrid zinečnatý |
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
Reference Infoboxu | |
Hydrid rtuťnatý (systematicky pojmenováno rtuť (2) a dihydridortuť) je anorganická sloučenina s chemický vzorec HgH
2 (také psáno jako [HgH
2]). Je jak termodynamicky, tak kineticky nestabilní při teplotě okolí, a jako takové je o jeho objemových vlastnostech známo jen málo. Je však známá jako bílá krystalická pevná látka, která je kineticky stabilní při teplotách pod -125 ° C (-193 ° F) a která byla poprvé syntetizována v roce 1951.[1]
Hydrid rtuťnatý je druhým nejjednodušším rtuť hydrid (po rtuťnatý (I) hydrid ). Vzhledem ke své nestabilitě nemá žádné praktické průmyslové využití. Nicméně v analytická chemie, rtuťnatý (II) hydrid je základem pro určité formy spektrometrických technik používaných ke stanovení obsahu rtuti. Kromě toho se zkoumá jeho účinek na vysokou citlivost hmotnostní spektrometrie s poměrem izotopů metody zahrnující rtuť, jako např MC-ICP-MS, když se používá k porovnání thalia k rtuti.[2]
Vlastnosti
Struktura
V tuhém hydridu rtuti (II) je HgH2 molekuly jsou spojeny merkurofilními vazbami. Vyžínače a v páře je detekován menší podíl dimerů. Na rozdíl od pevného zinku (II) a hydridu kadmia (II), které jsou pevné látky v síti, pevný hydrid rtuti (II) je kovalentně vázán molekulární pevná látka. To je způsobeno relativistickými efekty, které také představují relativně nízkou teplotu rozkladu -125 ° C.[3]
HgH2 molekula je lineární a symetrická ve formě H-Hg-H. Délka vazby je 1,646543 Å. Antisymetrická roztahovací frekvence, ν3 vazby je 1912,8 cm−1, 57,34773 THz pro izotopy 202Hg a 1H.[3] Energie potřebná k přerušení vazby Hg-H v HgH2 je 70 kcal / mol. Druhá vazba ve výsledném HgH je mnohem slabší, k rozbití stačí 8,6 kcal / mol. Reakcí dvou atomů vodíku se uvolní 103,3 kcal / mol, a tedy HgH2 tvorba z molekul vodíku a Hg plynu je endotermická při 24,2 kcal / mol.[3]
Biochemie
Alireza Shayesteh et al domníval se, že bakterie obsahující flavoprotein, rtuťová reduktáza, jako Escherichia coli, může teoreticky redukovat rozpustné sloučeniny rtuti na těkavý HgH2, který by měl mít v přírodě přechodnou existenci.
Výroba
Redukce chloridu rtuťnatého
Hydrid rtuťnatý může být připraven snížení chloridu rtuťnatého. V tomto procesu chlorid rtuťnatý a ekvivalent hydridové soli reagují za vzniku hydridu rtuťnatého podle následujících rovnic, které závisí na stochiometrii reakce:
- 2 HgCl
2 + 2 H−
→ HgCl2−
4 + HgH
2 - HgCl
2 + 2 H−
→ HgH
2 + 2 Cl−
Varianty této metody existují tam, kde je chlorid rtuťnatý nahrazen jeho těžšími halogenidovými homology.
Přímá syntéza
Hydrid rtuťnatý lze také generovat přímou syntézou z prvků v plynné fázi nebo v kryogenních inertních plynných martices:[3]
- Hg → Hg*
- Hg* + H
2 → [HgH
2]* - [HgH
2]* → HgH
2
To vyžaduje excitaci atomu rtuti na 1P nebo 3Stav P, protože atomová rtuť v základním stavu nevstupuje do dihydrogenové vazby.[3] Vzrušení se provádí pomocí ultrafialového laseru,[1] nebo elektrický výboj.[3] Počáteční výnos je vysoký; vzhledem k tomu, že je produkt v excitovaném stavu, se však významné množství rychle disociuje na rtuťnatý (I) hydrid, pak zpět do počátečních činidel:
- [HgH
2]* → HgH + H - HgH → Hg + H
- 2 H → H
2
Toto je upřednostňovaná metoda pro výzkum izolace matic. Kromě rtuťnatého (II) hydridu vyrábí také další rtuťové hydridy v menším množství, jako jsou rtuťnaté (I) hydridy (HgH a Hg2H2).
Reakce
Neopracované ošetření Lewisovou bází, rtuťnatými hydridy na adukt. Po ošetření standardní kyselinou se hydrid rtuťnatý a jeho adukty převádějí buď na rtuťovou sůl nebo na merkuran (2) ylderivát a elementární vodík.[Citace je zapotřebí ] Oxidace rtuťnatého hydridu poskytuje elementární rtuť.[Citace je zapotřebí ] Pokud se rtuťnatý (II) hydrid neochladí pod -125 ° C (-193 ° F), rozloží se za vzniku elementární rtuti a vodíku:[4]
- HgH
2 → Hg + H2
Dějiny
Hydrid rtuťnatý byl úspěšně syntetizován a identifikován v roce 1951 Egonem Wibergem a Walterem Henlem reakcí jodidu rtuťnatého a tetrahydrohlinitanu lithného ve směsi petroletheru a tetrahydrofuranu. V roce 1993 společnost Legay-Sommaire oznámila HgH2 výroba v kryogenních argonových a kryptonových matricích pomocí laseru KrF.[1] V roce 2004 byl pevný HgH2 byl definitivně syntetizován a následně analyzován Xuefeng Wang a Lester Andrews přímou izolační reakcí matrice excitované rtuti s molekulárním vodíkem.[4]V roce 2005 plynný HgH2 byl syntetizován Alireza Shayesteh et alpřímou reakcí excitované rtuti v plynné fázi s molekulárním vodíkem při standardní teplotě;[5] a Xuefeng Wang a Lester Andrews[4] stanovila strukturu pevné rtuti HgH2, být molekulární pevnou látkou.
Reference
- ^ A b C Legay-Sommaire, N .; F. Legay (1993). "Fotochemie v Hg dopovaných matricích. Infračervená spektra rtuťových hydridů: HgH2, HgD2, HHgD, HgD". Dopisy o chemické fyzice. 207 (2–3): 123–128. Bibcode:1993CPL ... 207..123L. doi:10.1016 / 0009-2614 (93) 87001-j. ISSN 0009-2614.
- ^ Yin, Runsheng; Krabbenhoft, David; Bergquist, Bridget; Zheng, Wang; Lepak, Ryan; Hurley, James (2016). "Účinky koncentrací rtuti a thalia na vysoce přesné stanovení izotopového složení rtuti pomocí Neptunu Plus s vícenásobným kolektorem s indukčně vázanou plazmovou hmotnostní spektrometrií". Journal of Analytical Atomic Spectrometry. 31 (10): 2060–2068. doi:10.1039 / C6JA00107F.
- ^ A b C d E F Shayesteh, Alireza; Shanshan Yu; Peter F. Bernath (2005). "Plynný HgH2, CdH2 a ZnH2". Chemistry: A European Journal. 11 (16): 4709–4712. doi:10.1002 / chem.200500332. ISSN 0947-6539. PMID 15912545.
- ^ A b C Wang, Xuefeng; Andrews, Lester (2005). "Dihydrid rtuti tvoří kovalentní molekulární pevnou látku". Fyzikální chemie Chemická fyzika. 7 (5): 750. Bibcode:2005PCCP .... 7..750 W.. doi:10.1039 / b412373e. ISSN 1463-9076. PMID 19791358.
- ^ Shayesteh, Alireza; Yu, Shanshan; Bernath, Peter F. (2005). "Infračervené emisní spektrum a rovnovážné struktury plynných HgH2 a HgD2". The Journal of Physical Chemistry A. 109 (45): 10280–10286. Bibcode:2005JPCA..10910280S. CiteSeerX 10.1.1.507.4752. doi:10.1021 / jp0540205. ISSN 1089-5639. PMID 16833322.