Жива(II) хидрид
Жива(II) хидрид (систематски наречен жива(II) и дихидридомеркур) — неорганско соединение со хемиска формула HgH2 (напишано и како [HgH2]). Жива(II) хидридот е и термодинамички и кинетички нестабилен на амбиентална температура, и како таков, малку се знае за неговите масовни својства. Сепак, познат е како бела, кристална цврста материја, која е кинетички стабилна на температури под -125 °C (-193 °F), која за прв пат била синтетизирана во 1951 г.[1]
| |
Назив според МСЧПХ Жива(II) хидрид | |
Други називи Меркуран | |
| Назнаки | |
|---|---|
| |
| 3Д-модел (Jmol) | Слика |
| PubChem | 19021138 |
| |
| Својства | |
| Хемиска формула | |
| Моларна маса | 0 g mol−1 |
| Дополнителни податоци | |
| Освен ако не е поинаку укажано, податоците се однесуваат на материјалите во нивната стандардна состојба (25 °C, 100 kPa) | |
| Наводи | |
Жива(II) хидрид е вториот наједноставен жива хидрид (по жива(I) хидрид). Поради својата нестабилност, нема практична индустриска употреба. Меѓутоа, во аналитичката хемија, жива(II) хидридот е од фундаментално значење за одредени форми на спектрометриски техники кои се користат за одредување на содржината на жива. Дополнително, се испитува за неговиот ефект врз методите на масена спектрометрија со висок сооднос на изотопи кои вклучуваат жива, како што е MC-ICP-MS, кога се користи за споредување на талиум со жива.[2]
Својства
уредиСтруктура
уредиВо цврстиот жива(II) хидрид, молекулите на HgH2 се поврзани со живофилни врски.Во пареа се откриени тримери и помал дел од димери. За разлика од цврстиот цинк(II) и кадмиум(II) хидрид, кои се мрежни цврсти материи, цврстата жива(II) хидрид е ковалентно врзана молекуларна цврста материја. Ова се должи на релативистичките ефекти, кои исто така ја објаснуваат релативно ниската температура на распаѓање од -125 °C.[3]
Молекулите на HgH2 се линеарни и симетрични во форма H-Hg-H. Должината на врската е 1,646543 Å. Антисиметричната фреквенција на истегнување, ν3 на врската е 1912,8 cm−1, 57,34473 THz за изотопи 202Hg и 1H.[3] Енергијата потребна за раскинување на врската Hg-H во HgH2 е 70 kcal/mol. Втората врска во добиениот HgH е многу послаба и треба само 8,6 kcal/mol за да се раскине. Со реакција на два атоми на водород се ослободуваат 103,3 kcal/mol, и така HgH2 fформирањето од молекули на водород и гасот Hg е ендотермично на 24.2 kcal/mol.[3]
Биохемија
уредиАлиреза Шајестех и другите претпоставуваа дека бактериите кои содржат флавопротеин жива редуктаза, како што е Escherichia coli, теоретски можат да ги редуцираат растворливите соединенија на жива во испарливи HgH2, кои треба да имаат минливо постоење во природата.
Добивање
уредиРедукција на жива(II) хлорид
уредиЖива(II) хидрид може да се подготви со редукција на жива(II) хлорид. Во овој процес, жива(II) хлорид и еквивалент на хидридна сол реагираат за да се добие жива(II) хидрид според следните равенки, кои зависат од стехиометријата на реакцијата:
- 2 HgCl2 + 2 H− → HgCl2−
4 + HgH2 - HgCl2 + 2 H− → HgH2 + 2 Cl−
Варијациите на овој метод излегуваат таму каде што живата(II) хлорид се заменува со нејзините потешки халидни хомолози.
Директна синтеза
уредиЖивата(II) хидридот може да се генерира и со директна синтеза од елементите во гасната фаза или во криогените инертни гасови:[3]
- Hg → Hg*
- Hg* + H2 → [HgH2]*
- [HgH2]* → HgH2
Ова бара возбудување на атомот на жива од 1P до 3P состојба, бидејќи атомската жива во нејзината основна состојба не се вметнува во диводородната врска.[3] Побудувањето се постигнува со помош на ултравиолетово-ласер,[1] или електрично празнење.[3] Почетниот принос е висок; сепак, поради тоа што производот е во возбудена состојба, значителна количина брзо се дисоцира во жива(I) хидрид, потоа назад во почетните реагенси:
- 2 [HgH2]* → 2 HgH + H2
- 2 HgH → Hg2H2
- Hg2H2 → 2 Hg + H2
Ова е најпосакуваниот метод за истражување на матрична изолација. Покрај жива(II) хидрид, се произведуваат и други жива хидриди во помали количини, како што се жива(I) хидриди (HgH и Hg2H2).
Реакции
уредиПо третман со луисова база, жива(II) хидрид се конвертира до адукт. По третман со стандардна киселина, жива(II) хидрид и неговите адукти се претвораат или во жива сол или во дериват на жива (2)y и елементарен водород.Со оксидација на жива(II) хидрид се добива елементарна жива. Освен ако не се излади под -125 °C (-193 °F), хидридот на живата(II) се распаѓа и произведува елементарна жива и водород:[4]
- HgH2 → Hg + H2
Историја
уредиЖива(II) хидридот била успешно синтетизирана и идентификувана во 1951 година од страна на Егон Виберг и Валтер Хенле, со реакција на жива(II) јодид и литиум тетрахидроалуминат во мешавина од нафтен етер и тетрахидрофуран. Во 1993 година Легај-Соммер објавил производство на HgH2 пво криоген аргон и криптонски матрици со KrF ласер.[1] Во 2004 година, цврстиот HgH2 бил дефинитивно синтетизиран и последователно анализиран, од Ксуфенг Ванг и Лестер Ендрјус, со директна реакција на изолација на матрица на возбудена жива со молекуларен водород.[4] Во 2005 година, гасовити HgH2 бил синтетизиран од Алиреза Шајестех и сор., со директна гасовофазна реакција на возбудена жива со молекуларен водород на стандардна температура;[5] и Ксуфенг Ванг и Лестер Ендрјус[4] ја утврдиле структурата на цврстата жива HgH2, да биде молекуларна цврста материја.
Наводи
уреди- ↑ 1,0 1,1 1,2 Legay-Sommaire, N.; F. Legay (1993). „Photochemistry in Hg doped matrices. Infrared spectra of mercury hydrides: HgH2, HgD2, HHgD, HgD“. Chemical Physics Letters. 207 (2–3): 123–128. Bibcode:1993CPL...207..123L. doi:10.1016/0009-2614(93)87001-j. ISSN 0009-2614.
- ↑ Yin, Runsheng; Krabbenhoft, David; Bergquist, Bridget; Zheng, Wang; Lepak, Ryan; Hurley, James (2016). „Effects of mercury and thallium concentrations on high precision determination of mercury isotopic composition by Neptune Plus multiple collector inductively coupled plasma mass spectrometry“. Journal of Analytical Atomic Spectrometry. 31 (10): 2060–2068. doi:10.1039/C6JA00107F.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 Shayesteh, Alireza; Shanshan Yu; Peter F. Bernath (2005). „Gaseous HgH2, CdH2, and ZnH2“. Chemistry: A European Journal. 11 (16): 4709–4712. doi:10.1002/chem.200500332. ISSN 0947-6539. PMID 15912545.
- ↑ 4,0 4,1 4,2 Wang, Xuefeng; Andrews, Lester (2005). „Mercury dihydride forms a covalent molecular solid“. Physical Chemistry Chemical Physics. 7 (5): 750–9. Bibcode:2005PCCP....7..750W. doi:10.1039/b412373e. ISSN 1463-9076. PMID 19791358.
- ↑ Shayesteh, Alireza; Yu, Shanshan; Bernath, Peter F. (2005). „Infrared Emission Spectra and Equilibrium Structures of Gaseous HgH2and HgD2“. The Journal of Physical Chemistry A. 109 (45): 10280–10286. Bibcode:2005JPCA..10910280S. CiteSeerX 10.1.1.507.4752. doi:10.1021/jp0540205. ISSN 1089-5639. PMID 16833322.