बेरिलियम हाइड्राइड (BEH2): संरचना, गुण और उपयोग - रसायन विज्ञान - 2025

बेरिलियम हाइड्राइड एक सहसंयोजी यौगिक धातु बेरिलियम और हाइड्रोजन क्षारीय के बीच का गठन है। इसका रासायनिक सूत्र BeH _{2 है}, और सहसंयोजक होने के नाते, इसमें Be ²⁺ या H ^- आयन नहीं होते हैं । यह LiH के साथ मिलकर सबसे हल्का धातु हाइड्राइड में से एक है जो संश्लेषित होने में सक्षम है।

इसका उत्पादन डाईमिथाइल बेरिलियम, बीई (सीएच ₃) ₂, लिथियम एल्युमिनियम हाइड्राइड, LiAlH _{4 के साथ किया जाता है} । हालांकि, शुद्ध बीएच ₂ को डाय-टर्ट-ब्यूटाइलबाइल के पाइरोलिसिस, 210 डिग्री सेल्सियस पर बी (सी (सीएच ₃) ₃) ₂ से प्राप्त किया जाता है।

स्रोत: बेन मिल्स, विकिमीडिया कॉमन्स से

गैसीय अवस्था में एक व्यक्तिगत अणु के रूप में यह रेखागणित में रैखिक होता है, लेकिन ठोस और तरल अवस्था में यह त्रि-आयामी नेटवर्क के सरणियों में पॉलिमराइज़ होता है। यह सामान्य परिस्थितियों में एक अनाकार ठोस है, और यह भारी दबाव में क्रिस्टलीय और धातु संबंधी गुणों को प्रदर्शित कर सकता है।

यह हाइड्रोजन भंडारण की एक संभावित विधि का प्रतिनिधित्व करता है, या तो हाइड्रोजन के स्रोत के रूप में, जब विघटित होता है, या एक ठोस अवशोषित गैस के रूप में। हालांकि, बीएच ₂ बहुत विषाक्त है और बेरिलियम की अत्यधिक ध्रुवीकरण प्रकृति को देखते हुए प्रदूषणकारी है।

रासायनिक संरचना

BeH अणु

पहली छवि गैसीय अवस्था में बेरिलियम हाइड्राइड के एकल अणु को दिखाती है। ध्यान दें कि इसका ज्यामिति रैखिक है, H परमाणुओं को 180 ge के कोण से एक दूसरे से अलग किया जाता है। इस ज्यामिति की व्याख्या करने के लिए, बी एटम में एसपी संकरण होना चाहिए।

बेरिलियम में दो वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो 2 एस कक्षीय में स्थित होते हैं। वैलेंस बॉन्ड सिद्धांत के अनुसार, 2 एस ऑर्बिटल में इलेक्ट्रॉनों में से एक को 2 पी ऑर्बिटल को ऊर्जावान रूप से बढ़ावा दिया जाता है; और इसके परिणामस्वरूप, अब आप दो sp हाइब्रिड ऑर्बिटल्स के साथ दो सहसंयोजक बंधन बना सकते हैं।

और बे के बाकी ऑर्बिटल्स के बारे में क्या? दो अन्य शुद्ध, गैर-संकरित 2p ऑर्बिटल्स उपलब्ध हैं। उनके साथ खाली, BeH ₂ गैसीय रूप में एक इलेक्ट्रॉन-कमी वाला यौगिक है; और इसलिए, जैसे ही इसके अणु शांत होते हैं और एक साथ टकराते हैं, वे एक बहुलक में संघनित और क्रिस्टलीकृत होते हैं।

BeH चेन

स्रोत: YourEyesOnly, विकिमीडिया कॉमन्स से

जब बीएच ₂ अणु पॉलीमराइज़ होते हैं, तो बी एट परमाणु की आसपास की ज्यामिति रैखिक होना बंद हो जाती है और टेट्राहेड्रल बन जाती है।

इससे पहले, इस बहुलक की संरचना को ऐसे बनाया गया था जैसे कि वे हाइड्रोजन बॉन्ड (ऊपरी छवि सफेद और भूरे रंग के टन के साथ जुड़े) के साथ BeH ₂ इकाइयों के साथ जंजीर थे । द्विध्रुव-द्विध्रुवीय अंतःक्रियाओं के हाइड्रोजन बंधों के विपरीत, उनका एक सहसंयोजक चरित्र होता है।

बहुलक के बी-एच-बी पुल में, दो इलेक्ट्रॉनों को तीन परमाणुओं (बंधन 3 सी, 2 ई) के बीच वितरित किया जाता है, जो सैद्धांतिक रूप से हाइड्रोजन परमाणु के आसपास अधिक संभावना के साथ स्थित होना चाहिए (क्योंकि यह अधिक विद्युत प्रवाहित होता है)।

दूसरी ओर, Be ने अपने वैभव ऑक्टेट को पूरा करते हुए, अपने इलेक्ट्रॉनिक रिक्ति को भरने के लिए चार H के प्रबंधन को घेर लिया।

यहां वैलेंस बांड थ्योरी अपेक्षाकृत सटीक स्पष्टीकरण देने के लिए तैयार है। क्यों? क्योंकि हाइड्रोजन में केवल दो इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं, और -एच-बॉन्ड में चार इलेक्ट्रॉन शामिल होंगे।

इस प्रकार, Be-H ₂ -Be पुलों को समझाने के लिए (दो सफेद क्षेत्रों में शामिल दो ग्रे गोले) बांड के अन्य जटिल मॉडल की आवश्यकता होती है, जैसे कि आणविक कक्षीय सिद्धांत द्वारा प्रदान किए गए।

यह प्रयोगात्मक रूप से पाया गया है कि BeH ₂ की बहुलक संरचना वास्तव में एक श्रृंखला नहीं है, बल्कि एक त्रि-आयामी नेटवर्क है।

BeH तीन आयामी नेटवर्क

स्रोत: बेन मिल्स, विकिमीडिया कॉमन्स से

ऊपरी छवि BeH ₂ के त्रि-आयामी नेटवर्क के एक हिस्से को दिखाती है । ध्यान दें कि पीले हरे रंग के गोले, बी परमाणु, श्रृंखला में टेट्राहेड्रॉन बनाते हैं; हालांकि, इस संरचना में हाइड्रोजन बांड की एक बड़ी संख्या है, और इसके अलावा, संरचनात्मक इकाई अब बीएच _{2 नहीं} बल्कि बीएचएच _{4 है} ।

एक ही संरचनात्मक इकाइयों BeH ₂ और BeH _{4 से} संकेत मिलता है कि जाली में हाइड्रोजन परमाणुओं की अधिकता है (प्रत्येक बी के लिए 4 एच परमाणु)।

इसका मतलब यह है कि इस नेटवर्क के भीतर बेरिलियम अपने इलेक्ट्रॉनिक रिक्ति की आपूर्ति श्रृंखला-जैसे पॉलिमरिक संरचना के भीतर भी करता है।

और व्यक्तिगत BeH ₂ अणु के संबंध में इस बहुलक के सबसे स्पष्ट अंतर के रूप में, यह जरूरी है कि टेट्राहेड्रल और गैर-रेखीय ज्यामितीय को समझाने के लिए बी ³ आवश्यक संकरण (आमतौर पर) होना चाहिए ।

गुण

सहसंयोजक चरित्र

बेरिलियम क्यों एक सहसंयोजक और गैर-आयनिक यौगिक को हाइड्राइड करता है? समूह 2 (श्री Becamgbara) के अन्य तत्वों के हाइड्राइड आयनिक कर रहे हैं, यह है कि, वे एक एम द्वारा गठित ठोस से मिलकर ^{2 +} कटियन और दो हाइड्राइड anions एच ^- (MGH ₂, CAH ₂, बाह ₂)। इसलिए, Beh ₂ की रहो शामिल नहीं है ^{2 +} या एच ^- electrostatically बातचीत।

Be ²⁺ cation इसकी उच्च ध्रुवीकरण शक्ति की विशेषता है, जो आसपास के परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक बादलों को विकृत करता है।

इस विकृति के परिणामस्वरूप, एच ^- आयनों को सहसंयोजक बंधन बनाने के लिए मजबूर किया जाता है; लिंक, जो संरचनाओं की आधारशिला हैं, बस समझाया गया है।

रासायनिक सूत्र

BeH ₂ या (BeH ₂) एन

भौतिक उपस्थिति

रंगहीन अनाकार ठोस।

जल में घुलनशीलता

यह विघटित होता है।

घुलनशीलता

डायथाइल ईथर और टोल्यूनि में अघुलनशील।

घनत्व

0.65 ग्राम / सेमी 3 (1.85 ग्राम / एल)। पहला मान गैस चरण को संदर्भित कर सकता है, और दूसरा बहुलक ठोस को।

जेट

यह पानी के साथ धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करता है, लेकिन बेरिलियम क्लोराइड, बीसीएल ₂ बनाने के लिए एचसीएल द्वारा तेजी से हाइड्रोलाइज किया जाता है ।

बेरिलियम हाइड्राइड लुईस ठिकानों के साथ प्रतिक्रिया करता है, विशेष रूप से ट्राइमेथिलैमाइन, एन (सीएच ₃) ₃, एक हाइड्रेटेड जोड़ के रूप में, हाइड्रेटेड हाइड्राइड के साथ।

इसके अलावा, यह ट्रिमैट्रिक बेरिलियम डायमाइड, _3, और हाइड्रोजन बनाने के लिए डाइमेथिलैमाइन के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है । लिथियम हाइड्राइड के साथ प्रतिक्रिया, जहां एच ^- आयन लुईस बेस है, क्रमिक रूप से एलआईबीएच ₃ और ली ₂ एचएच ₄ बनता है ।

अनुप्रयोग

बेरिलियम हाइड्राइड आणविक हाइड्रोजन को संग्रहीत करने के लिए एक आशाजनक तरीके का प्रतिनिधित्व कर सकता है। जैसे ही बहुलक विघटित होता है, यह H ₂ छोड़ता है, जो रॉकेट ईंधन के रूप में काम करेगा। इस दृष्टिकोण से, तीन आयामी नेटवर्क जंजीरों की तुलना में अधिक हाइड्रोजन का भंडारण करेगा।

इसी तरह, जैसा कि नेटवर्क की छवि में देखा जा सकता है, ऐसे छिद्र हैं जो एच ₂ अणुओं को समायोजित करने की अनुमति देंगे ।

वास्तव में, कुछ अध्ययन यह अनुकरण करते हैं कि क्रिस्टलीय बीएच ₂ में इस तरह के भौतिक भंडारण में क्या होगा; यही है, बहुलक भारी दबाव के अधीन है, और adsorbed हाइड्रोजन के विभिन्न मात्रा के साथ इसके भौतिक गुण क्या होंगे।

संदर्भ

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