Hydrid (zlúčenina)

O anióne vodíka pozri hydrid (anión).

Hydrid je všeobecný názov pre binárne zlúčeniny vodíka s inými prvkami. Vodík, s výnimkou vzácnych plynov a niektorých prechodných prvkov, tvorí zlúčeniny so všetkými prvkami periodickej tabuľky.^[1]

Konvenciou je dohodnuté, že aj keď vodík nevystupuje vo všetkých binárnych zlúčeninách ako anión, spoločné pomenovanie hydrid sa vzťahuje aj na tieto zlúčeniny.^[2]

Rozdelenie

Vzhľadom na elektronegativitu vodíka, ktorá má podľa Paulinga hodnotu 2,1, sa anión H^- vyskytuje len v zlúčeninách s alkalickými kovmi a kovmi alkalických zemín.^[3] Tieto zlúčeniny majú charakter iónových zlúčenín a nazývajú sa iónové hyridy. Sú to bezfarebné kryštalické tuhé látky, pripravujú sa priamym zlučovaním vodíka s príslušným prvkom a vo vode sa rozkladajú za vzniku hydroxidu a vodíka, nakoľko vodíkový anión sa správa ako silná zásada.^[3]

CaH₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂

Druhou skupinou sú kovalentné alebo molekulové hydridy, tvorené zlúčeninami vodíka s prvkami 13. až 17. skupiny.^[3] Sú to prevažne plynné alebo kvapalné látky, kde je atóm vodíka viazaný kovalentnou väzbou. Rozlišujú sa podľa eletrónovového nasýtenia na zlúčeniny elektrónovo ekvivalentné (hydridy prvkov 14. skupiny - uhľovodíky, silány), hydridy s voľným elektrónovým párom/pármi - patria sem hydridy prvkov 15. (amoniak, fosfán) a 16. skupiny (voda, sulfán) a halogénvodíky. Elektrónovo deficitné hydridy sú hydridy bóru, hliníka, gália a berýlia, ktoré vo svojej štruktúre obsahujú viaccentrové väzby a jednotlivé centrá prvok-vodík sú previazané vodíkovými mostíkmi.^[4]^[5] Hydridy hliníka a berýlia sa niekedy vyčleňujú ako samostatná skupina polymérnych hydridov.^[2]

Kovové hydridy sú poslednou skupinou hydridov. Prechodné prvky (prvky blokov d a f) vytvárajú s vodíkom nestechimetrické zlúčeniny, kde je vodík viazaný v medziuzlových polohách kryštálovej štruktúry kovu a jeho obsah závisí od fyzikálnych podmienok (tlak, teplota).^[5] Kovové hydridy majú často kovový vzhľad a sú elektricky vodivé, miera vodivosti však závisí od obsahu vodíka, so zvyšujúcim sa obsahom sa znižuje a naopak.^[5]

Názvoslovie

Hydridy kovov 1.-12. skupiny, kde vodík nadobúda oxidačné číslo H^-I, sa zlúčenina pomenuje ako hydrid + prídavné meno príslušného katiónu s odpovedajúcou koncovkou podľa oxidačného čísla. Hydridy polokovov a nekovov (prvkov p-bloku) sa tvoria pridaním prípony -án ku koreňu latinského názvu prvku, alebo koncovky -ovodík v prípade halogénov.^[6]^[7]

Prvky 1.-12. skupiny (vybrané príklady)		Prvky 13. skupiny		Prvky 14. skupiny		Prvky 15. skupiny (pniktogény)		Prvky 16. skupiny (chalkogény)		Prvky 17. skupiny (halogény)
Vzorec	Názov	Vzorec	Názov	Vzorec	Názov	Vzorec	Názov	Vzorec	Názov	Vzorec	Názov
LiH	hydrid lítny	BH₃	borán	CH₄	metán systémový názov karbán	NH₃	amoniak systémový názov azán	H₂O	voda systémový názov oxidán	HF	fluorovodík systémový názov fluorán
CaH₂	hydrid vápenatý	AlH₃	alumán	SiH₄	silán	PH₃	fosfán	H₂S	sulfán	HCl	chlorovodík systémový názov chlorán
UH₃	hydrid uranitý	GaH₃	galán	GeH₄	germán	AsH₃	arzán	H₂Se	selán	HBr	bromovodík systémový názov bromán
ZrH₄	hydrid zirkoničitý	InH₃	indán	SnH₄	stanán	SbH₃	stibán	H₂Te	telán	HI	jodovodík systémový názov jodán
NbH₅	hydrid niobičný	TlH₃	talán	PbH₄	plumbán	BiH₃	bizmután	H₂Po	polán	HAt	astatovodík systémový názov astatán

V prípade metánu, amoniaku, vody a halogenovodíkov je akceptovaný ich tradičný názov a ich systémové názvy sa používajú len pri vytváraní názvov katiónov, napríklad H₂F⁺ je fluoránium/fluorániový katión.^[6]

Okrem týchto zlúčenín môžu niektoré prvky tvoriť zložitejšie zlúčeniny, napríklad borány B_xH_y alebo uhľovodíky C_xH_y. Tieto zlúčeniny majú vlastné názvoslovie, ktoré je uvedené na daných stránkach.

Použitie

Iónové hydridy ako hydrid lítny, sodný a draselný sa používajú v organickej syntéze ako silné redukčné činidlá. Ich nevýhodou je rozklad vodou, takže reakčné podmienky musia byť striktne bezvodé.^[2] Široké využitie v rôznych oblastiach ľudskej činnosti majú molekulové hydridy, či už je to voda, chlorovodík, amoniak, metán, etán a iné uhľovodíky. Z kovových intersticiálnych zlúčenín sa uvažuje nad možnosťou využitia hydridu paládia ako zdroja vodíka pre palivové články pre jeho schopnosť absorbovať veľké objemy vodíka. Pri chladnutí z červeného žiaru na izbovú teplotu absobuje paládium až 900krát viac vodíka ako je jeho objem a tento je pri zahriatí spätne uvoľnený. Pre túto vlastnosť sa nazýva aj vodíková špongia.^[5]

Referencie

↑ GREENWOOD, Norman; EARNSHAW, Alan. Chemistry of the Elements, Second Edition. 2. vyd. Oxford : Butterworth-Heinemann, 1997. 1347 s. ISBN 008-0-37941-9. Kapitola Hydrogen, s. 64-67. (po anglicky)
↑ ^a ^b ^c HOUSECROFT, Catherine E.; SHARPE, Alan G. Inorganic Chemistry. 2. vyd. Harlow : Pearson, 2002. 949 s. ISBN 0130-39913-2. Kapitola Binary hydrides: classification and general properties, s. 251-255. (po anglicky)
↑ ^a ^b ^c Encyclopedia of Inorganic Chemistry. Ed. Bruce R. King. 2nd ed. Chichester, West Sussex, England; Hoboken, NJ : Wiley, 2005-september. 10 zv. (6696 s.) ISBN 978-0-470-86078-6. Kapitola Hydogen: Inorganic Chemistry, s. 1-31. (po anglicky)
↑ PLESCH, Gustáv; TATIERSKY, Jozef. Systematická anorganická chémia. [CD-ROM] Bratislava : OMEGA INFO, 2004. 139 s. ISBN 80-967741-9-0. Kapitola Vodík, s. 10.
↑ ^a ^b ^c ^d ATKINS, Peter; OVERTON, Tina; ROUKE, Jonatan; WELLER, Mark; ARMSTRONG, Fraser; HAGERMAN, Michael. Shriver and Atkins' Inorganic Chemistry. 5. vyd. Oxford : Oxford Univesity Press, 2010. 824 s. ISBN 978-1-42-921820-7. Kapitola Hydrogen, s. 283-289. (po anglicky)
↑ ^a ^b KRIVOSUDSKÝ, Lukáš; GALAMBOŠ, Michal; LEVICKÁ, Jana. STRUČNÝ SPRIEVODCA NÁZVOSLOVÍM ANORGANICKEJ CHÉMIE [online]. Vydavateľstvo UK, 2021, [cit. 2022-07-24]. Dostupné online.
↑ GALAMBOŠ, Michal; TATIERSKY, Jozef; ROSSKOPFOVÁ, Oľga; KUFČÁKOVÁ, Jana. Názvoslovie anorganických látok. Bratislava : Univerzita Komenského Bratislava, 2011. 161 s. ISBN 978-80-223-2966-8. Kapitola Zlúčeniny vodíka, s. 41-42.

Iné projekty

Chemický portál

Commons ponúka multimediálne súbory na tému hydridy

[Greenwood_-_Chemistry_of_the_Elements-1] GREENWOOD, Norman; EARNSHAW, Alan. Chemistry of the Elements, Second Edition. 2. vyd. Oxford : Butterworth-Heinemann, 1997. 1347 s. ISBN 008-0-37941-9. Kapitola Hydrogen, s. 64-67. (po anglicky)

[Housecroft_-_Inorganic_Chemistry-2] HOUSECROFT, Catherine E.; SHARPE, Alan G. Inorganic Chemistry. 2. vyd. Harlow : Pearson, 2002. 949 s. ISBN 0130-39913-2. Kapitola Binary hydrides: classification and general properties, s. 251-255. (po anglicky)

[King_-_Encyclopedia_of_Inorganic_Chemistry-3] Encyclopedia of Inorganic Chemistry. Ed. Bruce R. King. 2nd ed. Chichester, West Sussex, England; Hoboken, NJ : Wiley, 2005-september. 10 zv. (6696 s.) ISBN 978-0-470-86078-6. Kapitola Hydogen: Inorganic Chemistry, s. 1-31. (po anglicky)

[Plesch_-_SYSTEMATICKÁ_ANORGANICKÁ_CHÉMIA-4] PLESCH, Gustáv; TATIERSKY, Jozef. Systematická anorganická chémia. [CD-ROM] Bratislava : OMEGA INFO, 2004. 139 s. ISBN 80-967741-9-0. Kapitola Vodík, s. 10.

[Shriver_and_Atkins'_Inorganic_Chemistry-5] ATKINS, Peter; OVERTON, Tina; ROUKE, Jonatan; WELLER, Mark; ARMSTRONG, Fraser; HAGERMAN, Michael. Shriver and Atkins' Inorganic Chemistry. 5. vyd. Oxford : Oxford Univesity Press, 2010. 824 s. ISBN 978-1-42-921820-7. Kapitola Hydrogen, s. 283-289. (po anglicky)

[:0-6] KRIVOSUDSKÝ, Lukáš; GALAMBOŠ, Michal; LEVICKÁ, Jana. STRUČNÝ SPRIEVODCA NÁZVOSLOVÍM ANORGANICKEJ CHÉMIE [online]. Vydavateľstvo UK, 2021, [cit. 2022-07-24]. Dostupné online.

[Názvoslovie_anorganických_látok-7] GALAMBOŠ, Michal; TATIERSKY, Jozef; ROSSKOPFOVÁ, Oľga; KUFČÁKOVÁ, Jana. Názvoslovie anorganických látok. Bratislava : Univerzita Komenského Bratislava, 2011. 161 s. ISBN 978-80-223-2966-8. Kapitola Zlúčeniny vodíka, s. 41-42.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]