French
DeutschHydride
Met hydride worden in de chemie, afhankelijke van de context, twee gerelateerde maar verschillende zaken aangeduid:
- een waterstofatoom dat net als de halogeniden, een elektron extra heeft opgenomen en daarmee een H−-ion is geworden. Waterstof kan, net als de halogeniden, door het opnemen van één elektron, zijn buitenste schil vol maken.
- een verbinding waarin waterstof als negatief geladen ion voorkomt.
Types[bewerken | brontekst bewerken]
Een hydride is een binaire chemische verbinding van waterstof met een ander, minder elektronegatief element. In hydriden heeft waterstof formeel een oxidatietoestand van –I.
Men onderscheidt vier soorten hydriden:
- Zoutachtige hydriden
- Metallische hydriden
- Vluchtige (moleculaire) hydriden
- Hydride in metaalcomplexen
Zoutachtige hydriden[bewerken | brontekst bewerken]
Zoutachtige hydriden worden gevormd met sterk elektropositieve elementen zoals de alkalimetalen, maar ook Ca, Sr of Ba. Deze elementen hebben een lage waarde op de schaal van Pauling en hierin vormt waterstof een H−-ion. Dit ion heeft een edelgasconfiguratie, namelijk die van helium. Kaliumhydride is dus goeddeels te beschouwen als K+H−, analoog aan kaliumfluoride (KF of K+F−). Men zou kunnen zeggen dat waterstof in deze verbindingen optreedt als een halogeen.
Zoutachtige hydriden zijn redelijk stabiele verbindingen met vrij hoge smeltpunten en de vaste stof is – zoals vele zouten – een elektrische isolator. LiH smelt bij 680 °C. De andere alkalihydriden ontleden bij een druk van 1 atm voordat zij smelten. Bij blootstelling aan water of zuur ontleden zij ook onder vorming van waterstof.
Er zijn ook complexe hydriden, bijvoorbeeld lithiumaluminiumhydride (LiAlH4), dat opgebouwd gedacht kan worden uit Li+ en AlH4−. Deze verbinding is analoog aan een halogeenaluminaat, zoals lithiumtetrafluoraluminaat (LiAlF4). Lithiumaluminiumhydride wordt gebruikt in de organische synthese als een reductor voor onder andere ketonen en esters.
Metallische hydriden[bewerken | brontekst bewerken]
Met minder elektropositieve metalen kan waterstof ook verbindingen aangaan, maar deze verbindingen hebben metallische eigenschappen. Het zijn vaak niet-stoechiometrische verbindingen. Wat dat betreft gedragen zij zich eerder als legeringen tussen twee metalen dan een zout of een moleculaire verbinding. Waterstof is bij aardse omstandigheden weliswaar geen metaal, maar bij zeer hoge drukken is er sprake van metallische waterstof.
Een goed voorbeeld van een metalliek hydride is de verbinding met palladium. Dit element neemt zelfs bij kamertemperatuur grote hoeveelheden waterstof op en vormt een verbinding met samenstelling PdH0,6.
Dit soort verbindingen wordt gezien als een potentiële mogelijkheid om waterstof, voor gebruik als alternatief voor fossiele brandstoffen, op een veilige manier op te slaan.
Vluchtige hydriden[bewerken | brontekst bewerken]
Hydriden met een moleculaire structuur zijn vooral bekend van de hoofdgroepelementen. Een aantal ervan worden meestal niet als hydride beschreven. Een goed voorbeeld is water (H2O). Men zou dat als het hydride van zuurstof kunnen zien, maar een beschrijving als oxide van waterstof is gebruikelijker en ook juister omdat zuurstof elektronegatiever is en daarom lading bij waterstof weghaalt. Waterstof is hier dus eerder H+ dan H−.
Ook de hydriden van koolstof zoals methaan (CH4) worden eerder koolwaterstoffen dan hydriden genoemd. Hetzelfde geldt voor boranen, en silanen. Er zijn echter ook hydriden van lood en germanium met een moleculaire structuur die met enig recht hydriden genoemd kunnen worden. Hydriden van tin worden, net als LiAlH4, in de synthetische organische chemie gebruikt als reductiemiddel. Door complexvorming is de hydride hier nucleofiel. Dat houdt in dat de hydride (met behulp van de complexvorming) het molecuul kan "aanvallen" op een enigszins positief geladen locatie. Hierdoor kan bijvoorbeeld een halogeen worden gesubstitueerd door een waterstof. (In tegenstelling tot NaH, die alleen als base kan reageren)
De metaal-waterstof binding is grotendeels covalent in dit soort verbindingen.
Hydride in metaalcomplexen[bewerken | brontekst bewerken]
Hydriden komen ook dikwijls voor in metaalcomplexen. Het hydride kan dan worden beschouwd als covalent gebonden of als ionisch gebonden; de waarheid ligt in het midden. Afhankelijk van de andere liganden aan het metaalatoom gedraagt het waterstofatoom zich als hydride of als zuur proton (maar formeel is het dan nog steeds een hydride).
Hydriden aan metaalcomplexen kunnen op drie manieren gevormd worden: via protonering op het metaal (formeel wordt het metaal dan geoxideerd omdat er een elektron van het metaal formeel wordt toegekend aan het proton), via een hydride-donor (bijvoorbeeld een zoutachtige hydride) of via de oxidatieve additie van diwaterstof.