Химия - Гидрид алюминия

28 февраля 2011


Оглавление:
1. Гидрид алюминия
2. Физические свойства
3. Получение
4. Применение

Гидрид алюминия — AlH₃, неорганическое бинарное соединение алюминия с водородом. В нормальных условиях — бесцветное или белое твёрдое вещество, имеющее полимерную структуру:_n.

Впервые был получен в 1942 году действием тлеющего электрического разряда на смесь триметилалюминия и водорода.

Используется как компонент ракетного топлива, мощный восстановитель в органическом синтезе и в качестве катализатора для реакций полимеризации.

Молекулярная структура

В обычных условиях гидрид алюминия имеет полимерную молекулярную структуру_n, при этом его кристаллическая форма существует в семи полиморфных модификациях: α-_n, α-_n, β-_n, δ-_n, ε-_n, γ-_n, ζ-_n.

Самой устойчивой является модификация α-_n, имеющая гексагональную сингонию. Длина связи Al—H составляет 1,72 Å, длина связи Al—Al: 3,24 Å. Структура α-_n представляет собой совокупность октаэдров АlН₆, объединенных шестью трехцентровыми двухэлектронными связями Аl—Н—Аl в кристаллический каркас.

Модификация γ-_n существует в ромбической сингонии, пространственная группа Pnnm. Ячейка кристаллической решётки гидрида состоит из двух октаэдров AlH₆, длина связи Al—Al составляет 2,606 Å. Особенностью структуры является наличие разветвлённой двойной мостиковой связи Al—2H—Al в дополнение к обычной связи Al—H—Al. Из-за наличия больших полостей в кристаллической структуре γ-_n, данная модификация имеет плотность примерно на 11 % меньше, чем α-_n.

При взаимодействии распылённых лазером атомов алюминия с водородом при сверхнизких температурах с последующим ультрафиолетовым излучением и нормализацией при 6,5 K, в продуктах фотолиза можно обнаружить структуры димера Al₂H₆, аналогичные структуре диборана B₂H₆. Димер очень неустойчив в конденсированном состояние, поэтому его существование обнаружилось лишь спустя примерно пятьдесят лет после открытия гидрида алюминия.

В 2007 году группа учёных из США воздействовала на алюминий плазменным потоком атомов водорода и обнаружила, что в результате образуются различные анионные полиядерные гидриды алюминия, среди которых особый интерес вызвал анион Al₄H₆, чей нейтральный гибрид Al₄H₆ по расчётам должен отличаться заметной стабильностью. Структурно соединение должно представлять искажённый тетраэдр с вершинами — атомами алюминия, в котором атомы водорода образуют четыре терминальные связи Al–H и две мостиковые связи Al–H–Al. Большой энергетический порог между высшими занятыми и низшими свободными молекулярными орбиталями в сочетании с исключительно высоким значением теплоты сгорания позволяют предположить, что этот гидрид алюминия может представлять собой перспективный материал для ракетного топлива.

Просмотров: 5859

<<<