Cтраница 2
С этим, вероятно, связана химическая активность гидридов внедрения. [16]
Следует сразу сказать, что окончательной точки зрения на природу гидридов внедрения пока нет. Часто разные, иногда даже противоположные точки зрения одинаково удачно объясняют одни и те же факты. Поэтому мы просто опишем некоторые экспериментально наблюдаемые факты и закономерности и расскажем, какие выводы из этого делают химики. При этом надо помнить, что, во-первых, эти же факты иногда могут быть объяснены иначе, во-вторых, объяснение, верное для одного гидрида, может оказаться неверным для другого, хотя и похожего. [17]
Хочется привести еще один факт, показывающий, как сложен вопрос о природе связи в гидридах внедрения и как трудно иногда найти безупречно поа-вильное объяснение экспериментальным данным. Если при низкой температуре осторожно удалить из гидрида палладия водород, то удается сохранить расширенную решетку, которая была у насыщенного водородом палладия. [18]
Получаемый в результате этой реакции гидрид никеля представляет собой черный порошок, легко отдающий водород ( что вообще свойственно гидридам внедрения), при небольшом нагревании в атмосфере кислорода он воспламеняется. [19]
Гидриды элементов побочной подгруппы III группы периодической таблицы - лантанидов и актинидов - по своему поведению занимают промежуточное положение между гидридами внедрения и ионными гидридами. Со вторыми они сходны своей значительно более высокой реакционной способностью. [20]
Количество поглощенного водорода зависит от давления и температуры. Поэтому гидриды внедрения имеют нестехиометрические составы, например TiHi7, ZrHll9) TaH0 8, PdHo. Палладий и ванадий поглощают водород ( первый до 850 объемов) при комнатной температуре. Остальные упомянутые металлы поглощают водород только при нагревании. [21]
Похоже, что изменение свойств при образовании гидридов внедрения вызвано не только присутствием в них водорода, но и просто изменением межатомных расстояний в решетке. Таким образом, вопрос о природе гидридов внедрения очень сложен и еще далек от окончательного разрешения. [22]
Делятся на ионные, полимерные, летучие и гидриды внедрения ( см. стр. [23]
Вы, конечно, помните, что для реакций, при которых к какому-то веществу присоединяется водород, хорошими катализаторами часто служат металлы восьмой группы, например никель, платина. По-видимому, их каталитическая роль связана с промежуточным образованием малопрочных гидридов внедрения. Диссоциируя затем, гидриды снабжают реакционную систему хотя бы небольшими количествами атомарного водорода. [24]
По, оказывается, свойства гидридов внедрения ( в частности, электрические и магнитные) можно объяснить и исходя из совершенно противоположной гипотезы. С тем же успехом можно предположить, что р гидридах внедрения имеются ионы Н, образующиеся за счет захвата атомами водорода части полусвободных электронов, имеющихся в решетке металла. В этом случае электроны, полученные от металла, также образовывали бы пары с электронами, имеющимися на атомах водорода, поэтому наблюдаемое экспериментально изменение магнитных свойств при насыщении металла водородом такая гипотеза тоже хорошо объясняет. [25]
Предполагается, что электроны водорода занимают свободные уровни в энергетических зонах атомов металла. Природа связи между атомами водорода и металлом еще не выяснена окончательно. По-видимому, при реакции образования гидридов внедрения потребляются большие энергии, достаточные для разрыва молекулы Н2 на атомы. [26]
IV и V групп периодической системы образование гидридов внедрения сопровождается значительным выделением тепла, порядка 30 - 50 икал. Сравните: при образовании гидрида лития из простых веществ выделяется около 21 / скал / июль. Как видите, приходится признать, что гидриды внедрения, по крайней мере для тех элементов, о которых мы сейчас говорим, вполне настоящие химические соединения. Правда, для объективности следует добавить, что для многих металлов, расположенных во второй половине каждой d - серии ( например, для железа, никеля, меди), энергетические эффекты образования гидридов внедрения невелики. Например, для гидрида состава РеЬЬ он составляет всего 0 2 ккал / моль. [27]
Водород образует с другими элементами три типа соединений, отличающихся природой химической связи. С элементами главных подгрупп III - VII групп периодической таблицы водород образует газообразные ковалентные гидриды. С некоторыми переходными элементами, лантанидами и актинидами водород образует так называемые гидриды внедрения. [28]
В структурах многих кристаллических гидридов атом водорода связан с более высоким ( чем 2) числом атомов металла. Этот факт легко объясним для структур ионных гидридов ( например, LiH), где окружение иона Н - сходно с окружением F - в LiF. Менее ясен вопрос о природе связи в гидридах некоторых переходных металлов, в особенности в нестехиометрнче-ских гидридах внедрения. [29]
Макроскопически заметно набухание металла ( Pd), который становится ломким. Это наблюдение совпадает с изложенным ниже мнением, согласно которому в подобных гидридах атомы водорода включаются между атомами металлической решетки. Аналогичным образом объясняется уменьшение механической прочности железа, находящегося в контакте с водородом при повышенной температуре. Часто гидриды внедрения обладают сильными восстановительными свойствами. [30]