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碱金属和碱土金属的氢化物


实验室k / 2019-03-13

       化学活性很高的碱金属和碱土金属中较活泼的Ca、Sr、Ba能与氢在高温下直接化合,生成离子型氢化物:

2M+H2=2M+H-      (M=碱金属)

M+H2=M2+H2-      (M=Ca、Sr、Ba)

氢化锂约在998K时形成,氢化钠和氢化钾在573~673K时生成,其余氢化物在723K时生成,但在常压下反应进行缓慢。这些氢化物均为白色晶体,但常因混有痕量金属而发灰。由于碱金属和Ca、Sr、Ba和氢的电负性相差较大,氢从金属原子的外层电子中夺得1个电子形成阴离子H-,这些氢化物都是离子晶体,故称为离子型氢化物,又称为盐型氢化物。电解熔融的盐型氢化物,在阳极上放出氢气,证明在这类氢化物中的氢是带负电的组分。碱金属氢化物中的H-离子的半径介于碱金属氟化物中的F-离子和氯化物中的Cl-离子之间,因此,碱金属氢化物的某些性质类似于相应的碱金属卤化物。

       碱金属氢化物中以LiH最稳定。加热到熔点(961K)也不分解。其它碱金属氢化物稳定性较差,加热还不到熔点,就分解成金属和氢。

       所有碱金属氢化物都是强还原剂。固态NaH在673K时能将TiCl4还原为金属钛:

TiCl4+4NaH=Ti+4NaCl+2H2

LiH和CaH2等在有机合成中常作为还原剂。在水溶液中H2/H-电对的E°=-2.25V,可见H-是最强的还原剂之一,它们遇到含有H+的物质,如水,就迅速反应而放出氢:

LiH+H2O=LiOH+H2↑

CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑

       由于氢化钙与水反应而能放出大量的氢气,所以常用它作为野外产生氢气的材料。

 

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