የመሸጋገሪያ ንጥረ ነገሮች ሃይድሮድስ. በብረታ ብረት ውስጥ የሃይድሮጅን ማከማቻ ሃይድሮጂን የማይሟሟ ብረቶች

ኒኬል ሃይድሬድ

ኒኤች (ግ). በ 100 - 6000 ኪ.ሜትር የሙቀት መጠን ውስጥ የጋዝ ኒኬል ሃይድሮይድ ቴርሞዳይናሚክ ባህሪያት በሠንጠረዥ ውስጥ ተሰጥተዋል. ኤንአይኤች.

በዝቅተኛ የሙቀት መጠን ማትሪክስ (78WRI/BAT, 97LI/VAN) የኒኤች እና ኒዲ ሞለኪውሎች የአይአር ስፔክትረም ተጠንቷል። በNe፣ Ar፣ Kr እና ሽግግሮች ውስጥ ያሉ የሞለኪውሎች መሰረታዊ ድግግሞሾች X 2 2 ∆ 3/2 - X 1 2 Δ 5/2 (928 እና 916 ሴሜ -1 በ Ar እና Kr በቅደም ተከተል) እና 2 Π 3/2 - X 1 2 Δ 5/2 (2560 ሴሜ -1 በ Ar). የኒኤች እና የኒዲ ሞለኪውሎች የንዝረት-ተዘዋዋሪ [88NEL/BAC፣ 89LIP/SIM] እና ተዘዋዋሪ [88BEA/EVE፣ 90STE/NAC] ስፔክትራ ተምረዋል። የNiH - እና NiD - [87STE/FEI] የፎቶኤሌክትሮን ስፔክትረም ተገኝቷል። ስፔክትረም የተተረጎመው ከአንዮን የመሬት ሁኔታ ወደ መሬት ሽግግር እና የገለልተኛ ሞለኪውል በርካታ አስደሳች ሁኔታዎች: X 2 Δ, B 2 Π, A 2 Σ እና የ 7400 እና 11600 ሴ.ሜ -1 ኃይል ያላቸው ግዛቶች ናቸው, እነዚህም ናቸው. እንደ 4 D እና ተደራራቢ 4 P እና 4 S በ [82BLO/SIE] ተንብየዋል።

የኒኤች ኤሌክትሮኒካዊ መዋቅርን የሚገልጹ በርካታ የአቢኒቲዮ ስሌቶች [82BLO/SIE, 86CHO/WAL, 86ROH/HAY, 90HAB, 90MAR] አሉ። ስሌቶች [90HAB, 82BLO/SIE, 86CHO/WAL], እንዲሁም የዲፕሎል አፍታ [85GRA/RIC] ጥናት እንደሚያሳየው የኒኤች ሞለኪውል መሬት ውስጥ ያለው ትስስር X 2 Δ ሁኔታ ከ asymptote 3d 9 የተነሳ ነው. 4ዎች ከትንሽ የባህሪ ቅይጥ ጋር 3 መ 8 4ኤስ 2. አብዛኛዎቹ ስሌቶች በአዲሱ ትርጓሜ (Ni + 3) መሠረት የሶስት ግዛቶችን X 2 Δ, A 2 Σ, B 2 Π, በመፍጠር ላይ ያተኮሩ ናቸው. መ 9 2 D) - ሱፐርሙልቲፕሌት [82BLO/SIE, 86ROH/HAY, 90MAR, 91GRA/LI2] እና ከሙከራው መረጃ ጋር በጥሩ ሁኔታ ይስማማሉ. በሙከራ ጥናት (91KAD / SCU) መሠረት የ [82BLO / SIE] ስሌት እንደሚያሳየው ከ 5000 እስከ ~ 32000 ሴ.ሜ -1 ባለው የኃይል ክልል ውስጥ የሱፐር ውቅረት ግዛቶች አሉ ። መ 8 σ 2 σ * (σ እና σ * - በ 1 የተሰሩ ሞለኪውላዊ ምህዋሮች ትስስር እና መፍታት ኤስአቶም H እና 4 ኤስናይ አቶም)። ከ 32000 ሴ.ሜ -1 እስከ 40000 ሴ.ሜ -1 ባለው የኃይል ክልል ውስጥ ፣ ስሌቱ [82BLO/SIE] የሱፐር ውቅረት ንብረት የሆኑትን ግዛቶች (በአጠቃላይ ስታቲስቲካዊ ክብደት p=20) ይሰጣል። መ 9 σσ * . በሙከራ የተመለከቱት ግዛቶች በቴርሞዳይናሚክስ ተግባራት ስሌት ውስጥ ተካተዋል X 2 Δ ግን 2 Σ, ለ 2 አ. ስሌቱ በ 2000 - 3000 ሴ.ሜ -1 ዝቅተኛ ግምት የሚሰጠውን ኃይል እንደሚሰጥ ግምት ውስጥ በማስገባት ከ 5000 ሴ.ሜ -1 በላይ የሆኑ የግዛቶች ኃይል ከሂሳብ መረጃ [82BLO/SIE] ተወስደዋል, እና የሁሉም የተደሰቱ ግዛቶች ስታቲስቲካዊ ክብደቶች በተወሰነ ደረጃ ይመደባሉ. ጉልበቶች. ከተከፋፈለው ኢነርጂ በላይ ባለው የኃይል መጠን፣ ከግዛቶች ግማሹ ብቻ የተረጋጋ ነው በሚል ግምት ከ [82BLO/SIE] መረጃ የተገመተው አኃዛዊ ክብደት በግማሽ ቀንሷል። በግምታዊ ግዛቶች ውስጥ ያለው ስህተት 10% ነው ተብሎ ይታሰባል.

በመሬት ውስጥ ያለው የንዝረት ቋሚዎች X 2 Δ ሁኔታ ከ ΔG 1/2 እና ΔG 3/2 በ [90KAD/SCU] ውስጥ ከሚገኙት ΔG 1/2 እና ΔG 3/2 ዋጋዎች የተሰላው ከሽግግሮች ጋር ተያያዥነት ባለው የባንዶች አዙሪት መዋቅር ትንተና ላይ ነው. X 2 Δ 5/2 (v = 0, 1 እና 2).

በመሬት ሁኔታ ውስጥ ያሉት የማዞሪያ ቋሚዎች ከዋጋዎች ይሰላሉ ለ 0 እና ዲ 0 [87KAD/LOE]፣ በሂል እና ቫን ቭሌክ ቀመር ለድብልት ግዛቶች የግዛት ውሎችን ሲያካሂዱ ይወሰናል። X 2 Δ (v = 0፣ ጄ < 12.5), и постоянной α, полученной в работе [ 88NEL/BAC ] в результате анализа колебательно-вращательного спектра. Принятые значения хорошо согласуются с приведенными в [ 84ХЬЮ/ГЕР ]. Небольшое различие с результатами последних работ [ 88NEL/BAC, 91GRA/LI2 ] связано с различными методами обработки данных.

በ A 2 S እና B 2 P ግዛቶች ውስጥ ያሉት ሞለኪውላር ቋሚዎች የተወሰዱት ከ [91GRA/LI2] መረጃ ሲሆን የተገኙት በግዛቶቹ የንዝረት-ተዘዋዋሪ ደረጃዎች ላይ ሁሉንም የሙከራ መረጃዎች በጋራ በማቀናበር ነው (Ni + 3d 9 2 D)-supermultiplet [88NEL/BAC፣ 90KAD/SCU፣ 91KAD/SCU፣ 90HIL/FIE]።

የኒኤች (g) ቴርሞዳይናሚክስ ተግባራት እኩልታዎችን በመጠቀም ይሰላሉ (1.3) - (1.6) ፣ (1.9) ፣ (1.10) ፣ (1.93) - (1.95) . የ Q እና ተዋጽኦዎቹ በእኩልታዎች (1.90) - (1.92) አስራ አንድ የተደሰቱ ግዛቶችን ከግምት ውስጥ በማስገባት (Ω-የ X 2 Δ እና В 2 P ግዛቶች ክፍሎች እንደ ጉዳዩ የተለየ ሁኔታ ተደርገው ይወሰዳሉ)። ከጉንዳ) በሚለው ግምት ላይ ጥቁ.vr ( እኔ) = (ፒ/ p X) ጥቁ.vr ( X) . የስቴቱ የንዝረት-ማሽከርከር ክፍፍል ተግባር X 2 ዲ 5/2 እና ተዋጽኦዎቹ በእኩልታዎች (1.70) - (1.75) በሃይል ደረጃዎች ላይ በቀጥታ በማጠቃለል ይሰላሉ። ስሌቶቹ ሁሉንም የኃይል ደረጃዎች ከዋጋዎች ጋር ግምት ውስጥ ያስገባሉ ጄ < ጄከፍተኛ ፣ ቪ ፣ የት ጄከፍተኛ, v ከሁኔታዎች ተገኝቷል (1.81) . የንዝረት-የማሽከርከር ደረጃዎች X 2 ዲ 5/2 በሒሳብ ስሌት (1.65)፣ (1.41)፣ በቁጥር ዋይበእነዚህ እኩልታዎች ውስጥ kl በሰንጠረዥ Ni.7 ውስጥ ከተሰጡት 58 ኒ 1 ኤች ሞለኪውላዊ ቋሚዎች ከተፈጥሯዊ የኒኬል ኢሶቶፖች ተፈጥሯዊ ድብልቅ ጋር ለሚዛመደው isotopic ማሻሻያ ግንኙነቶችን (1.66) በመጠቀም ይሰላሉ ። Coefficient እሴቶች ዋይ kl, እንዲሁም መጠኖቹ ቁከፍተኛ እና ጄሊም በሠንጠረዥ Ni.8 ውስጥ ተሰጥቷል.

በ 1000-6000 K የሙቀት መጠን ውስጥ የኒኤች (g) ቴርሞዳይናሚክስ ተግባራት ዋና ስህተቶች በመሠረታዊ ቋሚዎች ስህተት ምክንያት ነው. ከ 3000 ኪ.ሜ በላይ በሆነ የሙቀት መጠን, በአስደሳች የኤሌክትሮኒካዊ ግዛቶች ኃይል ላይ እርግጠኛ አለመሆን ምክንያት ስህተቶች ይስተዋላሉ. በ Φº (እሴቶች) ላይ ስህተቶች ቲ) በ ቲ= 298.15, 1000, 3000 እና 6000 K በ 0.02, 0.06, 0.2, እና 0.6 J× K -1 × mol -1 ይገመታል, በቅደም ተከተል.

የኒኤች (g) ቴርሞዳይናሚክስ ተግባራት ቀደም ሲል እስከ 5000 የሚደርሱ አስደሳች ሁኔታዎችን ከግምት ውስጥ ሳያስገባ ይሰላሉ K [74SCH]፣ ከ2000 በፊት ለ[76MAH/PAN] እና እስከ 1000 ኬ [81XAR/KRA]) በጠንካራው rotator-harmonic oscillator approximation ውስጥ። በዚህ ረገድ, የተቆጠሩት ተግባራት ንፅፅር አልተከናወነም.

የምላሹ ሚዛናዊነት NiH(g) = Ni(g) +H(g) ከዋጋው ይሰላል፡-

ዲ° 0 (NiH) = 254 ± 8 ኪጁ × ሞል -1 = 21300 ± 700 ሴ.ሜ.

እሴቱ የተወሰደው በካንት እና ሙን (Ni(g) + 0.5H 2 (g) = NiH(g))፣ 1602-1852K፣ 21 ልኬቶች፣ ዲ አር ኤች° (0) = -38.1 ± 8 ኪጄ × mol -1 (III የቴርሞዳይናሚክስ ህግ) [79KAN/MOO]). ስህተቱ ከ ionization መስቀሎች ትክክለኛ አለመሆኑ እና የኒኤች ቴርሞዳይናሚክ ተግባራት ትክክለኛነት ጋር የተያያዘ ነው (በእያንዳንዱ በግምት 5-6 ኪጄ × ሞል -1 ገደማ). የ II ህግን በመጠቀም ሂደት ወደ እሴቱ ይመራል ዲ° 0 (NiH) = 254 ± 20 ኪጁ × ሞል -1.

ያለው የእይታ መረጃ አንድ ሰው የንዝረት ደረጃዎችን በማውጣት የመለያየት ኃይልን በአስተማማኝ ሁኔታ ለመገመት አይፈቅድም፡ ለኒኤች 3 የመሬት ሁኔታ ደረጃዎች ብቻ ታይተዋል። X 2 ዲ 5/2 ግዛቶች, ለኒዲ - 2 ደረጃዎች (የደረጃዎች ብዛት ግምታዊ ግምት: N = w e / w e x e / 2 = 2003 / 2/ 37 = 27). መስመራዊ ኤክስትራክሽን ዋጋን ያስከትላል ዲ° 0 = 26100 ሴ.ሜ. በNiH ስፔክትረም ውስጥ፣ ማስፋፋት የሚጀምረው በ J ~ 12.5 እና J ~ 11.5 በባንዶች 0-0 2 D 5/2 - X 2 D 5/2 እና 2 D 3/2 - X 2 D 3/2 በቅደም ተከተል ንዑስ ባንዶች 1-0 በጄ ~ 9.5)። ደራሲዎቹ ይህ በማሽከርከር ቅድመ-ዝንባሌ ምክንያት እንደሆነ ያምናሉ. እንደነሱ, ተመጣጣኝ ገደብ ኢ< 26000 см -1 . Состояние С 2 D является третьим состоянием такой симметрии и может коррелировать только с третьим пределом диссоциации Ni(1 D) + H(2 S), что дает верхнюю границу для энергии диссоциации, равную ~ 26000-3400 = 22600 см -1 . С другой стороны начальные линии нормальные, что позволяет предположить, что уровень v = 0 NiH лежит ниже предела диссоциации и принять ቲ 0 (2 D 5/2 - X 2 D 5/2) = 20360 ሴሜ -1 ከተዛማጅ ገደብ ዝቅተኛ ገደብ በላይ. ከዚህ 20360 እናገኛለን< ዲ° 0 < 22600 см ‑1 . Теоретические вычисления приводят к величинам энергии диссоциации, заключенным в интервале 220 - 265 кДж× моль ‑1 [ 82BLO/SIE, 86CHO/WAL, 90HAB ].

ተቀባይነት ያለው የመለያየት ኃይል ከእሴቶቹ ጋር ይዛመዳል፡-

ዲ ረ ኤች° (NiH, g, 0) = 383.996 ± 8.2 ኪጁ × ሞል -1.

ዲ ረ ኤች° (NiH, g, 298.15) = 383.736 ± 8.2 ኪጁ × ሞል -1.

ኒኬል ሃይድሬድኒኬል እና ሃይድሮጅንን በማጣመር የተሰራውን ቅይጥ ይገልፃል። በኒኬል ሃይድሬድ ውስጥ ያለው የሃይድሮጅን ይዘት በክብደት እስከ 0.002% ይደርሳል።

ሃይድሮጂን እንደ ማጠናከሪያ ወኪል ሆኖ በኒኬል አቶም ክሪስታል ጥልፍልፍ ውስጥ ያሉ ክፍተቶች እርስ በርስ እንዳይንሸራተቱ ይከላከላል። የሃይድሮጂን ቅይጥ ምርት መጠን እና በኒኬል ሃይድሮድ ውስጥ መገኘቱን (የተፋጠነ ደረጃ) መለወጥ እንደ ጥንካሬ ፣ ductility እና የውጤቱ ኒኬል ሃይድሮድ የመሸከም ጥንካሬ ያሉ ባህሪያትን ይቆጣጠራል። ከፍተኛ የሃይድሮጂን ኒኬል ሃይድሬድ ከኒኬል የበለጠ ጠንካራ እና ጠንካራ እንዲሆን ማድረግ ይቻላል፣ ነገር ግን እንዲህ ያለው ኒኬል ሃይድሬድ ከኒኬል ያነሰ በቀላሉ ሊበላሽ የሚችል ነው። የመተጣጠፍ ችሎታ መጥፋት በሃይድሮጂን የመለጠጥ ለውጥን በመታፈን እና በሃይድሮጂን መበስበስ ምክንያት በውጥረት ውስጥ በሚፈጠሩ ክፍተቶች ምክንያት ሹል ነጥቦችን በሚደግፉ ስንጥቆች ምክንያት ነው። በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ ተርባይኖች ውስጥ ለመጠቀም ኒኬል ውስጥ የሃይድሮጂን embrittlement ችግር ሊሆን ይችላል.

የኒኬል ሃይድሬድ (ኒኬል ሃይድሬድ) በሚባለው ጠባብ የስብስብ ክልል ውስጥ፣ የሃይድሮጅን እና የኒኬል ውህዶች በጣም የተለያየ ባህሪ ያላቸው ጥቂት የተለያዩ መዋቅሮችን ብቻ ሊፈጥሩ ይችላሉ። ከፍተኛ ጥራት ያለው ኒኬል ሃይድሬድ ለመፍጠር እንደነዚህ ያሉትን ባህሪያት መረዳት አስፈላጊ ነው. በክፍል ሙቀት ውስጥ, በጣም የተረጋጋው የኒኬል ቅርጽ የፊት-ተኮር ኪዩቢክ (FCC) α-ኒኬል መዋቅር ነው. በጣም ትንሽ የሆነ የሃይድሮጅን ክምችት ከ 0.002 wt% w የማይበልጥ እና 0.00005 wt% ብቻ ሊሟሟ የሚችል በጣም ለስላሳ የሆነ የብረት ቁሳቁስ ነው። ከመጀመሪያው ኒኬል ጋር አንድ አይነት ክሪስታል መዋቅርን የሚይዘው ከተሟሟት ሃይድሮጂን ጋር ያለው ጠንካራ የመፍትሄ ደረጃ, α-phase ይባላል. በ 25 ዲግሪ ሴንቲግሬድ, 6 ኪባ የሃይድሮጅን ግፊት ወደ b=nickel ለመከፋፈል ያስፈልጋል, ነገር ግን ግፊቱ ከ 3.4 kbar በታች ከወደቀ ሃይድሮጂን ከመፍትሔው ይመለሳል.

ወለል

አቶሞች ሃይድሮጂን ከኒኬል ወለል ጋር በጥብቅ ይተሳሰራሉ፣ የሃይድሮጂን ሞለኪውሎች ይህን ለማድረግ ይለያሉ።

የዲይድሮጅንን መቆራረጥ መከላከያውን ለመሻገር በቂ ኃይል ይጠይቃል. በኒ (111) የክሪስታል ላዩን ማገጃ 46 ኪ.ግ/ሞለኪውላዊ ክብደት ሲሆን በኒ(100) ላይ ግን መከላከያው 52 ኪጁ/ሞለኪውል ክብደት ነው። የኒ(110) ክሪስታል አይሮፕላን ወለል የሃይድሮጂን ሞለኪውልን በ36 ኪጄ/ሞለኪውል ክብደት ለመስበር ዝቅተኛው የማንቃት ሃይል አለው። በኒኬል ላይ ያለው የሃይድሮጅን ንጣፍ በማሞቅ ሊለቀቅ ይችላል. ሁለቱም (111) ሃይድሮጂን በ320 እና 380 ኪ.ወ. (100) ሃይድሮጂን ከ220 እና 360 ኪ.

በኒኬል ውስጥ ለመበታተን, ሃይድሮጂን በኒኬል ክሪስታል ፊት በኩል ከመሬት ላይ መፈልሰፍ አለበት. ይህ በቫክዩም ውስጥ አይከሰትም, ነገር ግን ሌሎች ሞለኪውሎች በሃይድሮጂን-ኒኬል ንጣፍ ላይ ጣልቃ ሲገቡ ሊከሰት ይችላል. ሞለኪውሎቹ ሃይድሮጂን መሆን የለባቸውም፣ ነገር ግን እንደ መዶሻ የሚሰሩ ይመስላሉ፣ የሃይድሮጂን አተሞችን በኒኬል ላይ ወደ ውስጠኛው ክፍል በመምታት። ወደ ላይ ዘልቆ ለመግባት 100 ኪ.ጂ/ሞለኪውል ክብደት ያለው የማንቃት ሃይል ያስፈልጋል።

ከፍተኛ ግፊት ደረጃዎች

እውነተኛ ክሪስታሎግራፊያዊ የተለየ የኒኬል ሃይድራይድ ደረጃ በከፍተኛ ግፊት 600 MPa ሃይድሮጂን ጋዝ ሊፈጠር ይችላል። በአማራጭ, በኤሌክትሮይቲክ መንገድ ሊፈጠር ይችላል. የክሪስታል ቅርጽ ፊትን ያማከለ ኪዩቢክ ወይም β-ኒኬል ሃይድራይድ ነው። ከሃይድሮጅን እስከ ኒኬል አቶሚክ ሬሾዎች እስከ አንድ፣ ከሃይድሮጂን ጋር የኦክታቴራል ቦታን ይይዛል። የ β-hydride ጥግግት 7.74 ግ / ሴሜ ነው. ግራጫ ቀለም የተቀባ ነው። በ0.5 ሞል/ሊትር ሰልፈሪክ አሲድ እና ቲዩሪያ ውስጥ 1 ampere በአንድ ስኩዌር ዲሲሜትር ውስጥ ያለው የኒኬል ወለል ንጣፍ ወደ ኒኬል ሃይድራይድ ይቀየራል። ይህ ወለል እስከ ሚሊሜትር ርዝመት ያለው የተጨናነቀ ስንጥቅ ነው። የመፍቻው አቅጣጫ ከመጀመሪያዎቹ የኒኬል ክሪስታሎች (001) አውሮፕላን ውስጥ ነው. የኒኬል ሃይድሬድ የላቲስ ቋሚ 3.731 Å ሲሆን ይህም ከኒኬል 5.7% ይበልጣል.

የተለመደው የማከማቻ ዘዴ (በሲሊንደሮች ውስጥ) የተጨመቀ ወይም ፈሳሽ ሃይድሮጂን በጣም አደገኛ ሥራ ነው። በተጨማሪም ሃይድሮጂን በአብዛኛዎቹ ብረቶች እና ውህዶች ውስጥ በጣም በንቃት ዘልቆ ይገባል, ይህም የመዘጋትና የማጓጓዣ ቫልቮች በጣም ውድ ያደርገዋል.

በብረታ ብረት ውስጥ የሚሟሟት የሃይድሮጅን ንብረት ከ19ኛው ክፍለ ዘመን ጀምሮ ይታወቅ ነበር፣ አሁን ግን የብረት ሃይድሬድ እና ኢንተርሜታል ውህዶች እንደ የታመቀ የሃይድሮጂን ማከማቻነት የመጠቀም እድሉ እየታየ ነው።

የሃይድሪድ ዓይነቶች

ሃይድራይድስ በሶስት ዓይነቶች ይከፈላል (አንዳንድ ሃይድሬዶች እንደ ብረት-ኮቫልንት ያሉ በርካታ የመተሳሰሪያ ባህሪያት ሊኖራቸው ይችላል) ሜታልሊክ፣ ionኒክ እና ኮቫልንት።

አዮኒክ ሃይድሬድ -እንደ አንድ ደንብ በከፍተኛ ግፊት (~ 100 ኤቲኤም) እና ከ 100 ዲግሪ ሴንቲግሬድ በላይ በሆነ የሙቀት መጠን ይፈጠራሉ. የተለመዱ ተወካዮች የአልካላይን ብረት ሃይድሬድ ናቸው. የ ionic hydrides አስደሳች ገጽታ ከመጀመሪያው ንጥረ ነገር የበለጠ የአቶሚክ ጥንካሬ መጠን ነው።

covalent hydrides- በዝቅተኛ መረጋጋት እና ጥቅም ላይ በሚውሉት ብረቶች እና ኢንተርሜታል ውህዶች ከፍተኛ መርዛማነት ምክንያት መተግበሪያን በተግባር አያገኙም። የተለመደው ተወካይ ቤሪሊየም ሃይድሬድ ነው, በ "እርጥብ ኬሚስትሪ" ዘዴ በዲቲሜትልበርሊየም ከሊቲየም አልሙኒየም ሃይድሮይድ ጋር በዲቲል ኤተር መፍትሄ ውስጥ በተሰጠው ምላሽ የተገኘ ነው.

የብረታ ብረት ሃይድሬድ- እንደ ብረታ ብረት ሃይድሮጂን ውህዶች ሊቆጠር ይችላል, እነዚህ ውህዶች እንደ ወላጅ ብረቶች በከፍተኛ የኤሌክትሪክ ንክኪነት ተለይተው ይታወቃሉ. የብረታ ብረት ሃይድሬድ ከሞላ ጎደል ሁሉንም የሽግግር ብረቶች ይመሰርታል። እንደ ቦንዶች አይነት, የብረት ሃይድሬድ (ለምሳሌ ማግኒዥየም ሃይድሬድ) ወይም ionክ ሊሆኑ ይችላሉ. ከሞላ ጎደል ሁሉም የብረት ሃይድሮጂን ለድርቀት (ሃይድሮጂን መልቀቂያ ምላሽ) ከፍተኛ ሙቀትን ይፈልጋሉ።

የተለመዱ የብረት ሃይድሮዶች

እርሳስ ሃይድሬድ - PbH4 - ሁለትዮሽ ኢንኦርጋኒክ ኬሚካላዊ የእርሳስ ከሃይድሮጅን ጋር። በጣም ንቁ, ኦክሲጅን (በአየር ውስጥ) በሚኖርበት ጊዜ በድንገት ይቃጠላል.

ዚንክ ሃይድሮክሳይድ - Zn (OH) 2 - አምፖተሪክ ሃይድሮክሳይድ. በብዙ የኬሚካል ኢንዱስትሪዎች ውስጥ እንደ ሬጀንት በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል.

ፓላዲየም ሃይድሬድ በፓላዲየም አተሞች መካከል ሃይድሮጂን የሚገኝበት ብረት ነው።
ኒኬል ሃይድሮድ - ኒኤች - ብዙውን ጊዜ ከ lanthanum LaNi5 ተጨማሪዎች ጋር ለባትሪ ኤሌክትሮዶች ያገለግላል።

የብረት ሃይድሬድ የሚከተሉትን ብረቶች ሊፈጥር ይችላል.
ኒ፣ ፌ፣ ኒ፣ ኮ፣ ኩ፣ ፒዲ፣ ፒት፣ አርኤች፣ ፒዲ-ፒት፣ ፒዲ-አርኤች፣ ሞ-ፌ፣ አግ-ኩ፣ አው-ኩ፣ ኩ-ኒ፣ ኩ-ፒት፣ ኩ-ኤስን።

ከተከማቸ ሃይድሮጂን መጠን አንጻር ብረቶች - የመመዝገቢያ መያዣዎች

ሃይድሮጂንን ለማከማቸት በጣም ጥሩው ብረት ፓላዲየም (ፒዲ) ነው። አንድ የፓላዲየም መጠን ወደ 850 የሚጠጉ ሃይድሮጂን ይይዛል። ነገር ግን የዚህ የፕላቲኒየም ቡድን ብረት ዋጋ ከፍተኛ በመሆኑ የእንደዚህ አይነት ማከማቻ አዋጭነት ጠንካራ ጥርጣሬዎችን ይፈጥራል.
በተቃራኒው አንዳንድ ብረቶች (ለምሳሌ መዳብ ኩ) በአንድ የመዳብ መጠን 0.6 የሃይድሮጂን መጠን ብቻ ይቀልጣሉ.

ማግኒዥየም ሃይድሮድ (MgH2) በክሪስታል ጥልፍልፍ ውስጥ እስከ 7.6% የጅምላ ክፍልፋዮችን ሃይድሮጂን ማከማቸት ይችላል። ምንም እንኳን የእንደዚህ ዓይነቶቹ ስርዓቶች አጓጊ እሴቶች እና ዝቅተኛ ልዩ ክብደት ቢኖርም ፣ ግልጽ የሆነ መሰናክል ቀጥተኛ እና የተገላቢጦሽ ክፍያ-ፈሳሽ ምላሾች ከፍተኛ የሙቀት መጠን እና የግቢው ድርቀት (ከተከማቸ የሃይድሮጂን ሃይል አንድ ሶስተኛው) ከፍተኛ የሆነ endothermic ኪሳራ ነው። .
የMgH2 ሃይድሮድ β-ደረጃ (ምስል) ክሪስታል መዋቅር

በብረታ ብረት ውስጥ የሃይድሮጅን ክምችት

በብረታ ብረት እና ኢንተርሜታልክስ የሃይድሮጂን መሳብ ምላሽ ከተለቀቀው በላይ ከፍ ባለ ግፊት ይከሰታል። ይህ የሚወሰነው ከተሟላ α-መፍትሄ (ኦሪጅናል ንጥረ ነገር) ወደ β-hydride (የተከማቸ ሃይድሮጂን ያላቸው ንጥረ ነገሮች) በሚሸጋገርበት ጊዜ በክሪስታል ጥልፍልፍ ቀሪ የፕላስቲክ ቅርፆች ነው.

ሃይድሮጅን የማይሟሟ ብረቶች

የሚከተሉት ብረቶች ሃይድሮጂንን አይወስዱም.
አግ፣ አው፣ ሲዲ፣ ፒቢ፣ ኤስን፣ ዚን።
አንዳንዶቹ የተጨመቀ እና ፈሳሽ ሃይድሮጂን ለማከማቸት እንደ ቫልቮች ያገለግላሉ።

ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ያለው ብረት ሃይድሬድ በጣም ተስፋ ሰጭ ሃይድሬድ ነው. በድርቀት ወቅት ዝቅተኛ ኪሳራ አላቸው, ከፍተኛ ክፍያ የሚፈሱ ዑደቶች, ሙሉ በሙሉ ደህና ናቸው እና አነስተኛ መርዛማነት አላቸው. ገደቡ በአንጻራዊ ሁኔታ ዝቅተኛ የሃይድሮጂን ማከማቻ መጠን ነው። የንድፈ ሐሳብ ከፍተኛው 3% ማከማቻ ነው, ነገር ግን በእውነቱ 1-2% የሃይድሮጅን የጅምላ ክፍልፋይ ነው.

የዱቄት ብረት ሃይድሬድ አጠቃቀም በዱቄቶች ዝቅተኛ የሙቀት ምጣኔ ምክንያት በ "ክፍያ-መፍሰሻ" ዑደቶች መጠን ላይ ገደቦችን ያስገድዳል እና ለማከማቻቸው መያዣዎች ንድፍ ልዩ አቀራረብ ያስፈልገዋል. ሙቀትን ማስተላለፍን ለማመቻቸት እና ቀጭን እና ጠፍጣፋ ሲሊንደሮችን ለማምረት ቦታዎችን ወደ ማጠራቀሚያው ዕቃ ማስተዋወቅ የተለመደ ነው. አንዳንድ የመልቀቂያ-ቻርጅ ዑደቶች ፍጥነት መጨመር ሊደረስበት የሚችለው የማይነቃነቅ ማያያዣን ወደ ብረታ ብረት ሃይድሮድ ውስጥ በማስተዋወቅ ከፍተኛ የሙቀት መቆጣጠሪያ እና ወደ ሃይድሮጅን እና የመሠረታዊ ንጥረ ነገር የማይነቃነቅ ከፍተኛ ገደብ አለው.

ኢንተርሜታል ሃይድሮይድስ

ከብረታ ብረት በተጨማሪ የሃይድሮጂን ክምችት "ኢንተርሜታል ውህዶች" በሚባሉት ውስጥ ተስፋ ሰጪ ነው. እንደነዚህ ያሉት የሃይድሮጂን ማጠራቀሚያዎች በቤት ውስጥ የብረት ሃይድሮይድ ባትሪዎች ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ ይውላሉ. የእንደዚህ አይነት ስርዓቶች ጥቅማጥቅሞች በአንፃራዊነት ዝቅተኛ ዋጋ ያላቸው የሬጀንቶች ዋጋ እና ዝቅተኛ የአካባቢ ተፅእኖ ላይ ነው. በአሁኑ ጊዜ የብረታ ብረት ባትሪዎች በአጠቃላይ በሊቲየም የኃይል ማጠራቀሚያ ዘዴዎች ይተካሉ. በኒኬል-ሜታል ሃይድሮይድ ባትሪዎች (ኒ-ኤምኤች) ውስጥ ያለው ከፍተኛው የተከማቸ የኢንደስትሪ ዲዛይኖች ኃይል 75 Wh / ኪግ ነው።

የአንዳንድ ኢንተርሜታል ውህዶች ጠቃሚ ባህሪ በሃይድሮጂን ውስጥ ለተካተቱት ቆሻሻዎች ከፍተኛ የመቋቋም ችሎታቸው ነው። ይህ ንብረቱ እንዲህ ያሉ ውህዶች በተበከሉ አካባቢዎች እና እርጥበት በሚኖርበት ጊዜ ጥቅም ላይ እንዲውሉ ያስችላቸዋል. በሃይድሮጂን ውስጥ ቆሻሻዎች እና ውሃ በሚኖሩበት ጊዜ ብዙ "የክፍያ-ማስወጣት" ዑደቶች የሚሠራውን ንጥረ ነገር አይመርዙም, ነገር ግን ቀጣይ ዑደቶችን አቅም ይቀንሳል. ጠቃሚ አቅም መቀነስ የሚከሰተው ከብረት ኦክሳይድ ጋር በመሠረት ንጥረ ነገር ብክለት ምክንያት ነው.

የ intermetallic hydrides መለያየት

ኢንተርሜታል ሃይድሬድ ወደ ከፍተኛ የሙቀት መጠን (በክፍል ሙቀት ውስጥ ሃይድሮጂንቲንግ) እና ከፍተኛ ሙቀት (ከ 100 ዲግሪ ሴንቲግሬድ በላይ) ይከፈላሉ. የሃይድሮይድ ክፍል መበስበስ የሚከሰተው ግፊት) ብዙውን ጊዜ ከ 1 ኤቲኤም ያልበለጠ ነው.
በተጨባጭ ልምምድ, ውስብስብ ኢንተርሜታል ሃይድሬድዶች ጥቅም ላይ ይውላሉ, ሶስት ወይም ከዚያ በላይ ንጥረ ነገሮችን ያካተቱ ናቸው.

የተለመዱ ኢንተርሜታል ሃይድሮዶች

ኒኬል ላንታነም ሃይድሬድ፣ ላኒ 5፣ አንድ የላኒ5 ክፍል ከ6 ኤች በላይ አተሞች የሚይዝበት ሃይድራይድ ነው። ከኒኬል ላንታነም የሚገኘው ሃይድሮጅን በክፍል ሙቀት ውስጥ መበስበስ የሚቻልበት ሃይድሬድ ነው። ይሁን እንጂ በዚህ ኢንተርሜታል ውህድ ውስጥ የተካተቱት ንጥረ ነገሮች በጣም ውድ ናቸው.
የላንታነም-ኒኬል አሃድ መጠን ከፈሳሽ H2 አንድ ተኩል እጥፍ የበለጠ ሃይድሮጂን ይይዛል።

የኢንተርሜታል-ሃይድሮጂን ስርዓቶች ባህሪዎች

በሃይድሮጂን ውስጥ ከፍተኛ የሃይድሮጂን ይዘት (wt.%);
exo (ኢንዶ) - የሃይድሮጂን isotopes የመምጠጥ (ዲዛይሽን) ምላሽ የሙቀት መጠን;
በመምጠጥ ሂደት ውስጥ የብረት ማትሪክስ መጠን መለወጥ - የሃይድሮጅን መሟጠጥ;
የሚቀለበስ እና የተመረጠ የሃይድሮጅን መሳብ.

የኢንተርሜታል ሃይድሮይድ ተግባራዊ ተግባራዊ ቦታዎች፡-

የሃይድሮጂን ቋሚ ማከማቻዎች;
የማከማቻ ተንቀሳቃሽነት እና የሃይድሮጅን መጓጓዣ;
መጭመቂያዎች;
የሃይድሮጅን መለየት (ማጣራት);
የሙቀት ፓምፖች እና የአየር ማቀዝቀዣዎች.

የብረት-ሃይድሮጂን ስርዓቶች የመተግበሪያ ምሳሌዎች

የሃይድሮጅን ጥሩ ማጽዳት, ሁሉም ዓይነት የሃይድሮጂን ማጣሪያዎች;
ለዱቄት ሜታሊየሪቲ ሪጀንቶች;
አወያዮች እና አንጸባራቂዎች በኑክሌር ፊስሽን ስርዓቶች (የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች);
የ isotopes መለያየት;
ቴርሞኑክሊየር ሪአክተሮች;
የውሃ መበታተን መጫኛዎች (ኤሌክትሮላይተሮች, የጋዝ ሃይድሮጂን ለማምረት የ vortex chambers);
በ tungsten-hydrogen ስርዓቶች ላይ ለተመሰረቱ ባትሪዎች ኤሌክትሮዶች;
የብረት ሃይድሪድ ባትሪዎች;
የአየር ማቀዝቀዣዎች (የሙቀት ፓምፖች);
የኃይል ማመንጫዎች (የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች, የሙቀት ኃይል ማመንጫዎች) መቀየሪያዎች;
የሃይድሮጅን ማጓጓዝ.

ጽሑፉ ብረትን ይጠቅሳል-

በ interstitial ውህዶች ቅንብር እንጀምር. የሽግግር ኤለመንት ሃይድሬድ ምሳሌን በመጠቀም ይህንን ጉዳይ እንመልከተው. የመሃል ደረጃ በሚፈጠርበት ጊዜ የሃይድሮጂን አተሞች በብረት ጥልፍልፍ ውስጥ ወደ tetrahedral ባዶዎች ውስጥ ብቻ የሚወድቁ ከሆነ በእንደዚህ ዓይነት ውህድ ውስጥ ያለው ውሱን የሃይድሮጂን ይዘት MeH 2 ከሚለው ቀመር ጋር መመሳሰል አለበት (እኔ ግን አቶሞች ቅርብ ማሸጊያዎችን የሚፈጥሩበት ብረት ነው) ). ከሁሉም በላይ፣ በጥልፍ ውስጥ ጥቅጥቅ ያሉ ማሸጊያዎችን የሚፈጥሩ አተሞች ካሉ በእጥፍ የሚበልጡ የቴትራሄድራል ክፍተቶች አሉ። በሌላ በኩል ፣ የሃይድሮጂን አተሞች ወደ ስምንትዮሽ ባዶዎች ውስጥ ከወደቁ ፣ ከዚያ ከተመሳሳይ ግምት ውስጥ ይከተላል ፣ የሃይድሮጂን ይዘት ከመቀመር ሜ ኤች ጋር መስማማት አለበት - በቅርብ ማሸጊያው ውስጥ ብዙ ኦክታቴድራል ባዶዎች አሉ ፣ አተሞች እንዳሉ ሁሉ ይህንን ማሸጊያ ያዘጋጁ.

ብዙውን ጊዜ የሽግግር ብረቶች ከሃይድሮጂን ጋር በሚፈጠሩበት ጊዜ, octahedral ወይም tetrahedral ባዶዎች ይሞላሉ. እንደ መጀመሪያዎቹ ንጥረ ነገሮች ባህሪ እና የሂደቱ ሁኔታዎች, ሙሉ በሙሉ ወይም በከፊል መሙላት ሊከሰት ይችላል. በኋለኛው ሁኔታ ፣ የግቢው ጥንቅር ከኢንቲጀር ቀመር ይወጣል ፣ ያልተወሰነ ይሆናል ፣ ለምሳሌ ፣ MeH 1-x; ሜኤች 2-x ግንኙነቶችን ማካተት በተፈጥሯቸው መሆን አለበት የተለዋዋጭ ስብጥር ውህዶች,ማለትም ፣ ለዝግጅታቸው እና ለቀጣይ ሂደት ሁኔታዎች ላይ በመመስረት ስብስባቸው ፣ በትክክል ሰፊ ገደቦች ውስጥ ይለያያሉ።

የሃይድሮጅንን ውህዶች ምሳሌ በመጠቀም የመሃል ደረጃዎች አንዳንድ የተለመዱ ባህሪያትን እንመልከት። ይህንን ለማድረግ የአንዳንድ የሽግግር ንጥረ ነገሮችን ሃይድሬድ ከአልካላይን ብረት (ሊቲየም) ጋር እናነፃፅራለን.

ሊቲየም ከሃይድሮጂን ጋር ሲዋሃድ የአንድ የተወሰነ ስብጥር ንጥረ ነገር LiH ይመሰረታል. በአካላዊ ባህሪያት, ከመጀመሪያው ብረት ጋር ምንም ግንኙነት የለውም. ሊቲየም የኤሌክትሪክ ፍሰትን ያካሂዳል, የብረታ ብረት ነጸብራቅ, የፕላስቲክነት, በአንድ ቃል, አጠቃላይ የብረታ ብረት ባህሪያት. ሊቲየም ሃይድሬድ ከእነዚህ ባህሪያት ውስጥ ምንም አይነት ባህሪ የለውም. እንደ ብረት ሳይሆን ቀለም የሌለው ጨው የሚመስል ንጥረ ነገር ነው። ልክ እንደሌሎች አልካሊ እና አልካላይን የምድር ብረታ ብረት ሃይድሬድ፣ ሊቲየም ሃይድሬድ ዓይነተኛ አዮኒክ ውህድ ነው፣ የሊቲየም አቶም ጉልህ የሆነ አወንታዊ ክፍያ ያለው ሲሆን የሃይድሮጂን አቶምም ተመሳሳይ አሉታዊ ክፍያ አለው። የሊቲየም ጥግግት 0.53 ግ / ሴሜ 3 ነው ፣ እና የሊቲየም ሃይድሮድ ውፍረት 0.82 ግ / ሴሜ 3 - ይከሰታል ጉልህ የሆነ የመጠን መጨመር. (የሌሎች አልካላይን እና የአልካላይን የምድር ብረቶች ሃይድሮይድ ሲፈጠሩ ተመሳሳይ ነው).

ፓላዲየም (የተለመደው የሽግግር አካል) ከሃይድሮጂን ጋር በሚገናኝበት ጊዜ ሙሉ ለሙሉ የተለያዩ ለውጦችን ያደርጋል. በሃይድሮጂን ሲነፍስ በአንድ በኩል በጋዝ የማይጣበቅ ቫርኒሽ የተሸፈነ የፓላዲየም ንጣፍ የታጠፈበት የታወቀ የማሳያ ሙከራ አለ።

ይህ የሆነበት ምክንያት የተፈጠረው የፓላዲየም ሃይድሬድ መጠን ስለሚቀንስ ነው። እንዲህ ዓይነቱ ክስተት ሊከሰት የሚችለው በብረት አተሞች መካከል ያለው ርቀት እየጨመረ ከሆነ ብቻ ነው. የተዋወቀው የሃይድሮጂን አተሞች የብረት አተሞችን "ይገፋፋሉ", የክሪስታል ጥልፍልፍ ባህሪያትን ይለውጣሉ.

የመሃል ደረጃዎች ምስረታ ጋር ሃይድሮጂን ለመምጥ ወቅት ብረቶች መጠን መጨመር በጣም የሚታይ ነው, ስለዚህ የብረት ጥግግት ሃይድሮጂን ጋር የተሞላው ብረት ከዋናው ብረት ጥግግት በእጅጉ ያነሰ ሆኖ ተገኝቷል (ሠንጠረዥ 2 ይመልከቱ).

በትክክል ለመናገር፣ በብረት አተሞች የሚፈጠረው ጥልፍልፍ አብዛኛውን ጊዜ በዚህ ብረት ሃይድሮጂን ከተወሰደ በኋላ ሙሉ በሙሉ ሳይለወጥ አይቆይም። የሃይድሮጂን አቶም የቱንም ያህል ትንሽ ቢሆን, አሁንም ወደ ጥልፍልፍ መዛባት ያስተዋውቃል. በዚህ ሁኔታ ፣ ብዙውን ጊዜ በጥልፍ ውስጥ ባሉ አቶሞች መካከል ያለው ርቀት ተመጣጣኝ ጭማሪ ብቻ ሳይሆን በሲሜትሪ ውስጥም አንዳንድ ለውጦች አሉ። ስለዚህ ብዙውን ጊዜ ለቀላልነት ብቻ የሃይድሮጂን አተሞች በቅርብ ማሸጊያ ውስጥ ወደ ባዶነት እንዲገቡ ይደረጋሉ - የብረት አተሞች ጥቅጥቅ ያሉ እሽግ ራሱ የሃይድሮጂን አቶሞች ሲገቡ ተጥሷል።

ሠንጠረዥ 2 ከሃይድሮጂን ጋር የመሃል ደረጃዎች በሚፈጠሩበት ጊዜ የአንዳንድ የሽግግር ብረቶች ጥግግት ለውጦች።

ይህ በተለመደው እና በመሸጋገሪያው የብረት ሃይድሬድ መካከል ካለው ብቸኛው ልዩነት በጣም የራቀ ነው.

የመሃል ሃይድሬድ በሚፈጠርበት ጊዜ እንደ ብረታ ብረት ያሉ ዓይነተኛ ባህሪያት እንደ ብረታ ብረት እና ኤሌክትሪክ ኮንዳክሽን ተጠብቀዋል. እውነት ነው, እነሱ ከወላጅ ብረቶች ያነሰ ግልጽ ሊሆኑ ይችላሉ. ስለዚህ, የመሃል ሃይድሮዶች ከአልካላይን እና ከአልካላይን የምድር ብረታ ብረት ይልቅ ከወላጅ ብረቶች ጋር በጣም ተመሳሳይ ናቸው.

እንደ ፕላስቲክነት ያለው እንዲህ ዓይነቱ ንብረት በጣም በይበልጥ ይለዋወጣል - በሃይድሮጂን የተሞሉ ብረቶች ይሰባበራሉ, ብዙውን ጊዜ ኦርጅናሌ ብረቶች ወደ ዱቄት ለመለወጥ አስቸጋሪ ነው, እና ይህን በተመሳሳዩ ብረቶች ሃይድሬድ ማድረግ በጣም ቀላል ነው.

በመጨረሻም, የ interstitial hydrides በጣም አስፈላጊ ንብረት መታወቅ አለበት. የሽግግር ብረቶች ከሃይድሮጂን ጋር ሲገናኙ, የብረት ናሙናው አይጠፋም. ከዚህም በላይ የመጀመሪያውን ቅርጽ ይይዛል. በተገላቢጦሽ ሂደት ውስጥ ተመሳሳይ ነገር ይከሰታል - የሃይድሮጅን መበስበስ (የሃይድሮጂን መጥፋት).

ተፈጥሯዊ ጥያቄ ሊነሳ ይችላል-የመሃል ደረጃዎችን የመፍጠር ሂደት በቃሉ ሙሉ ስሜት እንደ ኬሚካል ተደርጎ ሊወሰድ ይችላል? ምናልባት የውሃ መፍትሄዎች መፈጠር - ብዙ "ኬሚስትሪ" ያለው ሂደት?

መልሱ የኬሚካል ቴርሞዳይናሚክስን መጠቀም ነው።

ከቀላል ንጥረ ነገሮች (እንዲሁም ሌሎች ኬሚካላዊ ሂደቶች) የኬሚካል ውህዶች መፈጠር ብዙውን ጊዜ ከሚታዩ የኃይል ውጤቶች ጋር አብሮ እንደሚሄድ ይታወቃል። ብዙውን ጊዜ, እነዚህ ተፅዕኖዎች ኤክሰቶሚክ ናቸው, እና ብዙ ኃይል ሲለቀቁ, የውጤቱ ግንኙነት የበለጠ ጠንካራ ይሆናል.

የሙቀት ውጤቶች የንጥረ ነገሮች ድብልቅ ብቻ ሳይሆን ኬሚካላዊ ምላሽ እየተፈጠረ መሆኑን ከሚያሳዩት በጣም አስፈላጊ ምልክቶች አንዱ ነው. የስርዓቱ ውስጣዊ ሃይል ስለሚቀየር, ስለዚህ, አዲስ ትስስር ይፈጠራል.

አሁን የኢነርጂ ተፅእኖዎች በ interstitial hydrides መፈጠር ምክንያት ምን እንደሆኑ እንይ. እዚህ ያለው ስርጭት በጣም ትልቅ ነው. 30-50 kcal / ሞል (ሊቲየም hydride prostыh ንጥረ ነገሮች ከ obrazuetsja ጊዜ) 30-50 kcal / mol መካከል ሁለተኛ ንዑስ ቡድን III, IV እና V ቡድን peryodycheskye ሥርዓት ውስጥ, obrazuetsja prostыh hydrides soprovozhdayuscheesya ትርጉም በሚሰጥ መለቀቅ ሙቀት. , ወደ 21 kcal / ሞል ይለቀቃል). ኢንተርስቴሽናል ሃይድሬድ፣ ቢያንስ ከተጠቆሙት ንኡስ ቡድኖች ንጥረ ነገሮች ውስጥ በጣም “እውነተኛ” ኬሚካላዊ ውህዶች መሆናቸውን ማወቅ ይቻላል። ይሁን እንጂ በእያንዳንዱ የሽግግር ረድፍ ሁለተኛ አጋማሽ ላይ ለሚገኙ ብዙ ብረቶች (ለምሳሌ ለብረት, ኒኬል, መዳብ) የ interstitial hydrides መፈጠር የሚያስከትለው የኃይል ተፅእኖ አነስተኛ መሆኑን ልብ ሊባል ይገባል. ለምሳሌ ፣ የ FeH 2 ግምታዊ ጥንቅር ላለው ሃይድሬድ ፣ የሙቀት ውጤቱ 0.2 kcal / ሞል ብቻ ነው። .

የእንደዚህ አይነት ሃይድሮጂን የዲ ኤን ኤር አነስተኛ ዋጋ የዝግጅታቸው ዘዴዎችን ያዛል - የብረት ብረትን ከሃይድሮጂን ጋር ቀጥተኛ ግንኙነት ሳይሆን በተዘዋዋሪ መንገድ.

ጥቂት ምሳሌዎችን እንመልከት።

ኒኬል ሃይድሬድ፣የሱ ጥንቅር ወደ NiH 2 የቀረበ፣የኒኬል ክሎራይድ ኢተሪያል መፍትሄ ከ phenylmagnesium bromide ጋር በH 2 ዥረት ላይ በመተግበር ሊገኝ ይችላል።

በዚህ ምላሽ የተገኘው ኒኬል ሃይድሬድ ጥቁር ዱቄት ሲሆን በቀላሉ ሃይድሮጂንን ይሰጣል (ይህም በአጠቃላይ የመሃል ሃይድሬድ ባህሪ ነው) እና በኦክስጅን አየር ውስጥ በትንሹ ሲሞቅ ያቃጥላል.

በተመሳሳይ ሁኔታ የኒኬል ጎረቤቶች ሃይድሬድ በወቅታዊ ስርአት, ኮባል እና ብረት ውስጥ ሊገኙ ይችላሉ.

የሽግግር ሃይድሬድ ለማግኘት ሌላው ዘዴ በሊቲየም አላኔት ሊአልኤች አጠቃቀም ላይ የተመሰረተ ነው.የተዛማጅ ብረት ክሎራይድ ከ LiAlH 4 ጋር በኤተር መፍትሄ ውስጥ ሲሰራ, የዚህ ብረት አልአንት ይሠራል.

MeCl 2 + ሊአልኤች 4 > እኔ (አልሀ 4 ) 2 + ሊሲ.ኤል(5)

ለብዙ ብረቶች, alanates ከሙቀት መጨመር ጋር የሚበሰብሱ ደካማ ውህዶች ናቸው.

እኔ (አልኤች 4 ) 2 > ሜኤች 2 + አል + ኤች 2 (6)

ግን ለሁለተኛ ደረጃ ንዑስ ቡድን አንዳንድ ብረቶች ፣ የተለየ ሂደት ይከሰታል

እኔ (አልኤች 4 ) 2 > ሜኤች 2 +አልኤች 3 (7)

በዚህ ሁኔታ, በሃይድሮጂን እና በአሉሚኒየም ቅልቅል ምትክ, አልሙኒየም ሃይድሬድ ይፈጠራል, እሱም ኤተር-የሚሟሟ ነው. የምላሹን ምርት ከኤተር ጋር በማጠብ የንፁህ ሽግግር ብረታ ሃይድሬድ እንደ ቅሪት ሊገኝ ይችላል. በዚህ መንገድ, ለምሳሌ, ዝቅተኛ-የተረጋጋ ዚንክ, ካድሚየም እና ሜርኩሪ ሃይድሬድ ተገኝቷል.

የሁለተኛ ንዑስ ቡድኖች ንጥረ ነገሮች hydrides ዝግጅት ኦርጋኒክ ውህድ ዓይነተኛ ዘዴዎች ላይ የተመሠረተ መሆኑን መደምደም ይቻላል: ልውውጥ ምላሽ, opredelennыh ሁኔታዎች ስር teplovыh መበስበስ, እና ወዘተ. በጣም ደካማ እንኳን. የተገኙት የሃይድሪዶች ስብጥር ብዙውን ጊዜ ወደ ስቶዮሜትሪክ ቅርብ ነው-FeH 2, CoH 2, NiH 2 ZnH 2, CdH 2, HgH 2. በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው, እነዚህ ምላሾች በሚከናወኑበት ዝቅተኛ የሙቀት መጠን የ stoichiometry ስኬት ማመቻቸት ነው.

አሁን በተፈጠረው የመሃል ሃይድሬድ ስብጥር ላይ የምላሽ ሁኔታዎችን ተፅእኖ እንመርምር። እሱ በቀጥታ ከ Le Chatelier መርህ ይከተላል። የሃይድሮጂን ግፊት ከፍ ባለ መጠን እና የሙቀት መጠኑ ሲቀንስ ፣ ብረትን ከሃይድሮጂን ጋር የመሙላት ውሱን እሴት ወደ ቅርብ ይሆናል። በሌላ አነጋገር, እያንዳንዱ የተወሰነ የሙቀት መጠን እና እያንዳንዱ ግፊት ከሃይድሮጂን ጋር የብረት ሙሌት የተወሰነ ደረጃ ጋር ይዛመዳል. እና በተቃራኒው እያንዳንዱ የሙቀት መጠን በብረት ወለል ላይ ካለው የተወሰነ የሃይድሮጂን ሚዛን ግፊት ጋር ይዛመዳል።

ይህ የሽግግር ኤለመንት ሃይድሮይድ ሊሆኑ ከሚችሉ መተግበሪያዎች ውስጥ ወደ አንዱ ይመራል። በአንዳንድ ስርዓቶች ውስጥ, የሃይድሮጅንን ጥብቅ ግፊት መፍጠር አስፈላጊ ነው. በሃይድሮጂን የተሞላ ብረት በእንደዚህ አይነት ስርዓት ውስጥ ይቀመጣል (ቲታኒየም በሙከራዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ውሏል). ወደ አንድ የሙቀት መጠን በማሞቅ በሲስተሙ ውስጥ አስፈላጊውን የሃይድሮጅን ጋዝ ግፊት መፍጠር ይቻላል.

ውህዶች ማንኛውም ክፍል በውስጡ ኬሚካላዊ ተፈጥሮ, በውስጡ የያዘበትን ቅንጣቶች ስብጥር እና መዋቅር, እና እነዚህ ቅንጣቶች መካከል ያለውን ትስስር ተፈጥሮ ትኩረት የሚስብ ነው. ኬሚስቶች የንድፈ ሃሳባዊ እና የሙከራ ስራቸውን ለዚህ ይሰጣሉ። ከትግበራው ደረጃ ምንም የተለዩ አይደሉም.

በ interstitial hydrides ተፈጥሮ ላይ እስካሁን ምንም የመጨረሻ እይታ የለም. ብዙ ጊዜ የተለያዩ፣ አንዳንድ ጊዜ ተቃራኒ አመለካከቶች ተመሳሳይ እውነታዎችን በተሳካ ሁኔታ ያብራራሉ። በሌላ አገላለጽ፣ እስካሁን ድረስ በ interstitial ውህዶች አወቃቀር እና ባህሪያት ላይ ምንም የተዋሃዱ የንድፈ ሃሳቦች የሉም።

አንዳንድ የሙከራ እውነታዎችን እንመልከት።

በፓላዲየም ሃይድሮጂንን የመምጠጥ ሂደት በጣም በዝርዝር ተጠንቷል. ይህ የሽግግር ብረት በቋሚ የሙቀት መጠን ውስጥ በውስጡ የሚሟሟት የሃይድሮጂን ክምችት ከሃይድሮጅን ውጫዊ ግፊት ካሬ ሥር ጋር ተመጣጣኝ መሆኑ ይታወቃል.

በማንኛውም የሙቀት መጠን ሃይድሮጂን በተወሰነ ደረጃ ወደ ነፃ አተሞች ይከፋፈላል፣ ስለዚህ ሚዛናዊነት አለ፡-

የዚህ ሚዛን ቋሚነት የሚከተለው ነው-

የት አር ኤች - የአቶሚክ ሃይድሮጂን ግፊት (ማጎሪያ)።

ከዚህ (11)

በጋዝ ደረጃ ውስጥ ያለው የአቶሚክ ሃይድሮጂን ክምችት ከሞለኪውላዊ ሃይድሮጅን ግፊት (ማጎሪያ) ካሬ ሥር ጋር ተመጣጣኝ መሆኑን ማየት ይቻላል. ነገር ግን በፓላዲየም ውስጥ ያለው የሃይድሮጅን ክምችት ከተመሳሳይ እሴት ጋር ተመጣጣኝ ነው.

ከዚህ በመነሳት ፓላዲየም ሃይድሮጅንን በግለሰብ አተሞች መልክ ይሟሟል ብለን መደምደም እንችላለን.

ታዲያ በፓላዲየም ሃይድሬድ ውስጥ ያለው ትስስር ተፈጥሮ ምንድ ነው? ለዚህ ጥያቄ መልስ ለመስጠት ብዙ ሙከራዎች ተካሂደዋል.

የኤሌክትሪክ ፍሰት በሃይድሮጂን-ሳቹሬትድ ፓላዲየም ውስጥ ሲያልፍ የብረት ያልሆኑ አተሞች ወደ ካቶድ ይንቀሳቀሳሉ. በብረታ ብረት ውስጥ የሚገኘው ሃይድሮጂን ሙሉ በሙሉ ወይም በከፊል ወደ ፕሮቶን (ማለትም H + ions) እና ኤሌክትሮኖች እንደሚለያይ መታሰብ አለበት.

የፓላዲየም ሃይድሬድ ኤሌክትሮኒካዊ መዋቅር መረጃ የተገኘው መግነጢሳዊ ባህሪያትን በማጥናት ነው. በመዋቅሩ ውስጥ በተካተቱት የሃይድሮጅን መጠን ላይ በመመርኮዝ የሃይድሮጅን መግነጢሳዊ ባህሪያት ለውጥ ተጠንቷል. የአንድ ንጥረ ነገር መግነጢሳዊ ባህሪያት ጥናት ላይ በመመስረት, ይህ ንጥረ ነገር በሚፈጥሩት ቅንጣቶች ውስጥ ምን ያህል ያልተጣመሩ ኤሌክትሮኖች እንዳሉ መገመት ይቻላል. በአማካይ በአንድ የፓላዲየም አቶም በግምት 0.55 ያልተጣመሩ ኤሌክትሮኖች አሉ። ፓላዲየም በሃይድሮጂን ሲሞላ, ያልተጣመሩ ኤሌክትሮኖች ቁጥር ይቀንሳል. እና PdH 0.55 ባለው ንጥረ ነገር ውስጥ ያልተጣመሩ ኤሌክትሮኖች በተግባር አይገኙም።

በእነዚህ መረጃዎች ላይ በመመስረት፣ ያልተጣመሩ የኤሌክትሮኖች የፓላዲየም ኤሌክትሮኖች ካልተጣመሩ የሃይድሮጂን አቶሞች ኤሌክትሮኖች ጋር ይጣመራሉ ብለን መደምደም እንችላለን።

ሆኖም ግን, የመሃል ሃይድሬድ ባህሪያት (በተለይ, ኤሌክትሪክ እና ማግኔቲክ) በተቃራኒው መላምት መሰረት ሊገለጹ ይችላሉ. በብረት ጥልፍልፍ ውስጥ የሚገኙት ከፊል ነፃ ኤሌክትሮኖች ክፍል በሃይድሮጂን አተሞች በመያዙ ምክንያት የተፈጠሩት የመሃል ሃይድሬድ ኤች - ionዎች እንደያዙ መገመት ይቻላል። በዚህ ሁኔታ ከብረት የተቀበሉት ኤሌክትሮኖች በሃይድሮጂን አተሞች ላይ ከሚገኙ ኤሌክትሮኖች ጋር ጥንዶች ይፈጥራሉ. ይህ አቀራረብ የመግነጢሳዊ መለኪያዎችን ውጤትም ያብራራል.

ሁለቱም የ ion ዓይነቶች በ interstitial hydrides ውስጥ አብረው ሊኖሩ ይችላሉ። የብረታ ብረት ኤሌክትሮኖች እና ሃይድሮጂን ኤሌክትሮኖች ጥንዶች ይመሰርታሉ, እና ስለዚህ, የኮቫለንት ትስስር ይከሰታል. እነዚህ ኤሌክትሮኖች ጥንዶች ወደ አንድ ዲግሪ ወይም ሌላ ወደ አንዱ አተሞች - ብረት ወይም ሃይድሮጂን መቀየር ይቻላል.

የኤሌክትሮኖች ጥንድ ኤሌክትሮኖችን ለመለገስ እምብዛም በማይሆኑት እንደ ፓላዲየም ወይም ኒኬል ሃይድሬድ ባሉ ብረቶች ውስጥ ባለው የብረታ ብረት አቶም ላይ የበለጠ ያደላ ነው። ነገር ግን በስካንዲየም እና በዩራኒየም ሃይድሬድ ውስጥ፣ በግልጽ የኤሌክትሮኖች ጥንድ ወደ ሃይድሮጂን ይዛወራሉ። ስለዚህ የላንታናይዶች እና አክቲኒዶች ሃይድሬድ በብዙ መልኩ ከአልካላይን የምድር ብረቶች ሃይድሬድ ጋር ተመሳሳይ ናቸው። በነገራችን ላይ, lanthanum hydride ወደ ጥንቅር LaH 3 ይደርሳል. ለተለመደው ኢንተርስቴሽናል ሃይድሬድ, የሃይድሮጂን ይዘት አሁን እንደምናውቀው, ከ MeH ወይም MeH 2 ቀመሮች ጋር ከሚዛመደው ከፍ ያለ አይደለም.

ሌላው የሙከራ እውነታ በ interstitial hydrides ውስጥ ያለውን ትስስር ተፈጥሮ ለመወሰን ያለውን ችግር ያሳያል.

ሃይድሮጂን ከፓላዲየም ሃይድሬድ በዝቅተኛ የሙቀት መጠን ከተወገደ, ከዚያም በሃይድሮጂን-ሳቹሬትድ ፓላዲየም ውስጥ የተገኘውን የተዛባ ("የተስፋፋ") ጥልፍ ማቆየት ይቻላል. የእንደዚህ አይነት ፓላዲየም መግነጢሳዊ ባህሪያት (ይህን ልብ ይበሉ), የኤሌክትሪክ ምቹነት እና ጥንካሬ በአጠቃላይ ከሃይድሮይድ ጋር ተመሳሳይ ናቸው.

ስለዚህም ይከተላል, የመሃል ሃይድሬድ (interstitial hydrides) በሚፈጠርበት ጊዜ የንብረቶቹ ለውጥ የሚከሰተው በውስጣቸው ሃይድሮጂን በመኖሩ ብቻ ሳይሆን በቀላሉ በሊቲስ ውስጥ ባለው የኢንተርአቶሚክ ርቀቶች ለውጥ ምክንያት ነው.

የ interstitial hydrides ተፈጥሮ ጥያቄ በጣም የተወሳሰበ እና ከመጨረሻው መፍትሄ የራቀ መሆኑን መቀበል አለብን.

የሰው ልጅ የየትኛውንም ክስተት ገፅታዎች ሙሉ በሙሉ ሳያውቅ እንኳን እነዚህን ክስተቶች በተግባር መጠቀም በመቻሉ ሁሌም ታዋቂ ነው። ይህ በ interstitial hydrides ላይ ሙሉ በሙሉ ይሠራል።

በአንዳንድ ሁኔታዎች የ interstitial hydrides መፈጠር ሆን ተብሎ በተግባር ጥቅም ላይ ይውላል, በሌሎች ሁኔታዎች, በተቃራኒው, እሱን ለማስወገድ ይሞክራሉ.

Interstitial hydrides ሲሞቅ በአንጻራዊነት በቀላሉ ሃይድሮጅንን ይለቃሉ, እና አንዳንድ ጊዜ በዝቅተኛ የሙቀት መጠን. ይህንን ንብረት የት መጠቀም ይቻላል? በእርግጥ በእንደገና ሂደቶች ውስጥ. ከዚህም በላይ በ interstitial hydrides የሚሰጠው ሃይድሮጅን በአቶሚክ ሁኔታ ውስጥ በሂደት ደረጃ ላይ ይገኛል. ይህ ምናልባት የመሃል ሃይድሬድ ኬሚካላዊ እንቅስቃሴ ጋር የተያያዘ ነው።

የቡድን ስምንተኛ ብረቶች (ብረት, ኒኬል, ፕላቲኒየም) ሃይድሮጂን ወደ አንዳንድ ንጥረ ነገሮች የሚጨመሩበት ምላሽ ጥሩ ማበረታቻዎች እንደሆኑ ይታወቃል. ምናልባት የእነሱ የካታሊቲክ ሚና ያልተረጋጋ የመሃል ሃይድሮይድስ መካከለኛ መፈጠር ጋር የተያያዘ ነው። ተጨማሪ መበታተን, ሃይድሬድስ የምላሽ ስርዓቱን የተወሰነ መጠን ያለው አቶሚክ ሃይድሮጂን ያቀርባል.

ለምሳሌ ፣ በጥሩ ሁኔታ የተበታተነ ፕላቲነም (ፕላቲኒየም ጥቁር ተብሎ የሚጠራው) የሃይድሮጂንን ኦክሲጅን በኦክሲጅን ያመነጫል - በእሱ መገኘት ፣ ይህ ምላሽ በክፍል ሙቀት ውስጥ በሚታወቅ ፍጥነት ይከናወናል። ይህ የፕላቲኒየም ጥቁር ንብረት በነዳጅ ሴሎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል - ኬሚካላዊ ምላሾች በቀጥታ የኤሌክትሪክ ኃይልን ለማምረት ጥቅም ላይ በሚውሉባቸው መሳሪያዎች, ሙቀትን (የቃጠሎ ደረጃን) በማለፍ. የሃይድሮጂን ኤሌክትሮይድ ተብሎ የሚጠራው, የመፍትሄዎችን ኤሌክትሮኬሚካላዊ ባህሪያትን ለማጥናት አስፈላጊ መሳሪያ ነው, በጥሩ የተበታተነ የፕላቲኒየም ንብረት ላይ የተመሰረተ ነው.

የ interstitial hydrides መፈጠር በጣም የተጣራ የብረት ብናኞችን ለማግኘት ይጠቅማል። የብረታ ብረት ዩራኒየም እና ሌሎች አክቲኒዶች እንዲሁም በጣም ንጹህ ቲታኒየም እና ቫናዲየም ductile ናቸው, እና ስለዚህ ብረቱን በመፍጨት ከነሱ ውስጥ ዱቄቶችን ማዘጋጀት በተግባር የማይቻል ነው. ብረታ ብረትን ከፕላስቲክነት ለመከልከል, በሃይድሮጂን ይሞላል (ይህ ቀዶ ጥገና የብረታ ብረት "ኢብሪትል" ይባላል). የተፈጠረው ሃይድሮይድ በቀላሉ ወደ ዱቄት ይጣላል. አንዳንድ ብረቶች በሃይድሮጂን ሲሞሉ እራሳቸው ወደ ዱቄት ሁኔታ (ዩራኒየም) ይለፋሉ. ከዚያም በቫኩም ውስጥ ሲሞቅ ሃይድሮጂን ይወገዳል እና ንጹህ የብረት ዱቄት ይቀራል.

የአንዳንድ ሃይድሮጅን (UH 3, TiH 2) የሙቀት መበስበስ ንጹህ ሃይድሮጂን ለማምረት ሊያገለግል ይችላል.

የቲታኒየም ሃይድራይድ አተገባበር በጣም አስደሳች ቦታዎች. የአረፋ ብረቶች (ለምሳሌ የአሉሚኒየም አረፋ) ለማምረት ያገለግላል. ይህንን ለማድረግ, ሃይድሮይድ ወደ ቀልጦ አልሙኒየም ውስጥ ይገባል. በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ, መበስበስ, እና በውጤቱም የሃይድሮጂን አረፋዎች ፈሳሽ አልሙኒየም አረፋ.

ቲታኒየም ሃይድሬድ ለአንዳንድ የብረት ኦክሳይድ መቀነሻ ወኪል ሆኖ ሊያገለግል ይችላል። የብረት ክፍሎችን ለመገጣጠም እንደ መሸጫ እና በዱቄት ብረታ ብረቶች ውስጥ የብረት ብናኞችን የመለጠጥ ሂደትን የሚያፋጥን ንጥረ ነገር ሆኖ ሊያገለግል ይችላል. የመጨረሻዎቹ ሁለት ጉዳዮች ደግሞ የሃይድሪድ የመቀነስ ባህሪያትን ይጠቀማሉ. ብዙውን ጊዜ የኦክሳይድ ንብርብር በብረት ብናኞች እና በብረት ክፍሎች ላይ ይሠራል. ተያያዥ የብረት ክፍሎችን ማጣበቅን ይከላከላል. ቲታኒየም ሃይድሬድ, ሲሞቅ, እነዚህን ኦክሳይዶች ይቀንሳል, በዚህም የብረት ንጣፉን ያጸዳል.

ቲታኒየም ሃይድሮይድ አንዳንድ ልዩ ውህዶችን ለማምረት ያገለግላል. በመዳብ ምርት ላይ ከተበላሸ ቀጭን የመዳብ-ቲታኒየም ቅይጥ ሽፋን ይፈጠራል. ይህ ንብርብር የምርቱን ገጽታ ልዩ ሜካኒካዊ ባህሪያትን ይሰጣል. ስለዚህ, በአንድ ምርት ውስጥ በርካታ ጠቃሚ ባህሪያትን (የኤሌክትሪክ ኮንዳክሽን, ጥንካሬ, ጥንካሬ, የጠለፋ መቋቋም, ወዘተ) ማዋሃድ ይቻላል.

በመጨረሻም ቲታኒየም ሃይድሮይድ ከኒውትሮን, ጋማ ጨረሮች እና ሌሎች ጠንካራ ጨረሮች ላይ በጣም ውጤታማ የሆነ መከላከያ ነው.

አንዳንድ ጊዜ, በተቃራኒው, አንድ ሰው ኢንተርስቴሽናል ሃይድሬድ ከመፈጠሩ ጋር መታገል አለበት. በብረታ ብረት, ኬሚካል, ዘይት እና ሌሎች ኢንዱስትሪዎች ውስጥ, ሃይድሮጂን ወይም ውህዶች በግፊት እና በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ ናቸው. በእንደዚህ ዓይነት ሁኔታዎች ውስጥ ሃይድሮጂን በሚሞቅ ብረት ውስጥ በቀላሉ ሊሰራጭ ይችላል, በቀላሉ መሳሪያውን "ይተው". በተጨማሪም (እና ይህ ምናልባት በጣም አስፈላጊው ነገር ነው!), ኢንተርስቴሽናል ሃይድሬድ (ኢንተርስቴሽናል ሃይድሬድ) መፈጠር ምክንያት, የብረት እቃዎች ጥንካሬ በከፍተኛ ሁኔታ ሊቀንስ ይችላል. እና ይህ ቀድሞውኑ ከከፍተኛ ጫና ጋር ሲሰራ በከባድ አደጋ የተሞላ ነው.