A polihidrid vagy szuperhidrid különösen nagy hidrogéntartalmú vegyület, amit a nagy hidrogénarány tükröz. Példák erre a , a és a . Ezzel szemben az ismertebb lítium-hidridben 1 hidrogén van.
A polihidridek jelenlegi ismeretek szerint csak nagy nyomáson stabilak.
A polihidridek fontosak, mivel nagy hidrogénsűrűségű anyagokat alkothatnak. Hasonlíthatnak a fémes hidrogénre, de alacsonyabb nyomáson is előállíthatók. Szupravezetők lehetnek. A hidrogén-szulfid nagy nyomáson egységeket alkothat, és hőmérsékleten és 150 gigapascal nyomáson szupravezető.
Szerkezetek bélyegkép|jobbra|A komplexeket tartalmazó elemi cellája. Az izofelszín színes gömbjei 0,07 elektron/Å3 sűrűséggel megjelenítve. Egy molekula kapcsolódik a NaH egység hidrogénjéhez 1,25 Å-ös kötéssel, lineáris aniont alkotva. Az alkáliföldfémek és alkálifémek polihidridjei zárt szerkezetet alkotnak. Ezek , vagy egységekbe állhatnak. Az átmenetifém-polihidridekben a hidrogénatomok a központi fém köré rendeződhetnek. Számítások szerint a több hidrogén csökkenti a fémek elrendeződésének dimenzióit, így hidrogénnel elválasztott lapok jelennek meg. A szerkezet lineáris.
A háromszögletű lehet a -ban.
Vegyületek Nátrium-hidrid hidrogénes összenyomása -et és -et ad. Ezek 30 GPa nyomás alatt, 2100 K-en keletkeznek.
Egy fém ammónia-boránnal való összenyomásakor nincs hidrogénfelhasználás, ekkor a polihidrid mellett bór-nitrid keletkezik. KépletNévT (°C)p (GPa)KristályszerkezetTércsoporta (Å)bcβCellatérfogatElemi cella képletegységeiTc (K)MegjegyzésForrásoklítium-dihidrid27130lítium-hexahidridlítium-heptahidridnátrium-trihidridortorombosCmcm3.332 Å6.354 Å4.142 Å9087,694nátrium-heptahidridmonoklinCc6,993,5975,54169,465130,550022kettős hatszög600121stroncium-hexahidridpszeudoköbösPmmfélvezető fémes > 220 GPatristroncium-tridekahidridC2/mstroncium-dokozahidrid138triklinP1bárium-dodekahidrid75pszeudoköbös5,435,415,3739,4820vas-pentahidrid120066tetragonálisI4/mmmkén-trihidrid25150köbösImm203szelén-trihidrid10ittrium-tetrahidrid700160I4/mmmittrium-hexahidrid700160Im-3m224ittrium-nonahidrid400237P63/mmc243cézium-heptahidridtetragonálisP4/nmmlantán-dekahidrid1000170köbösFmm5,095,095,091324250lantán-dekahidrid25121HexagonálisRm3,673,678,831lantán-undekahidrid2150130-160TetragonálisP4/nmm168lantán-dodekahidridKöbösszigetelőlantán-heptahidrid25109monoklinC2/m6,443,83,6913563,92cérium-nonahidrid93hexagonálisP63/mmc3,7115,54333,053100cérium-dekahidridFmm115prazeodímium-nonahidrid90-140P63/mmc3,605,4761,555; 9prazeodímium-nonahidrid120F43m4.9812469neodímium-tetrahidrid85-135tetragonálisI4/mmm2,82345,7808neodímium-heptahidrid85-135monoklinC2/c3,31776,2525,70789,354neodímium-nonahidrid110-130hexagonálisP63/mmc3,4585,935európium-tetrahidrid50-130I4/mmmoktaeurópium-hexatetrakontahidrid1600130cubicPmn5.865Európium-nonahidrid86-130köbösF3mEurópium-nonahidrid>130hexagonálisP63/mmcTórium-tetrahidrid86I4/mmm2,9034,42157,232Tórium-tetrahidrid88trigonálisP3215,5003,2986,18Tórium-tetrahidridortorombosFmmmTórium-hexahidrid86-104Cmc2132,36Tórium-nonahidrid2100152hexagonálisP63/mmc3,7135,54166,20Tórium-dekahidrid180085-185köbösFmm5,29148,0161<85Immm5,3043,2873,64774,03Urán-heptahidrid200063lapcentrált köbösP63/mmcUrán-oktahidrid3001-55lapcentrált köbösFmmUrán-nonahidrid40-55lapcentrált köbösP63/mmc
Feltételezett vegyületek Matematikai kémia alapján sok más polihidrid lehetséges (például , , , , , , , , , , , , , , , , a , a , a , az , az , az , a , , , , , , , PrH8, PrH9, , , , , , , , , , , , , , , a már ismert , (de lehet, hogy a a stabil), , , , , , , , , , , , H2F, H3F, , , , , H2Br, H3Br, H4Br, H5Br, H5I, XeH2, XeH4).
200 GPa nyomáson a C2/m szerkezetű szupravezetési hőmérséklete feltehetően 71,4 K. A P63/mmm szerkezetű átmeneti hőmérséklete alacsonyabb.
Tulajdonságok Szupravezetés Elegendően nagy nyomás alatt a polihidridek szupravezetők. Ezek jellemzői a nagy fononfrekvencia, mely könnyű elemek és erős kötések esetén jellemző. A hidrogén a legkönnyebb, így ennek legnagyobb a vibrációs frekvenciája. Még a deutérium használata is csökkenti a frekvenciát és az átmeneti hőmérsékletet. A több hidrogént tartalmazó vegyületek jobban hasonlítanak a jósolt fémes hidrogénre. Azonban a szupravezetők szimmetriája is nagy, elektronjaik nincsenek alegységekbe zárva, továbbá sok elektronjuk a Fermi-szint közelében van. Ezenkívül elektron-fonon kapcsolás is kell, melyhez az elektromos tulajdonságok hidrogénatomok mechanikai helyzetéhez való kötése szükséges. A legmagasabb kritikus hőmérséklet feltehetően a periódusos rendszer 3. és 13. csoportjára jellemző. A későbbi átmenetifémek, a nehéz lantanoidák vagy aktinoidák a szupravezetésre ható d- és f-elektronokkal rendelkeznek.
Például a 150 GPa nyomáson, 38 K alatt szupravezető. A feltételezett átmeneti hőmérséklete 200 GPa-on feltételezések szerint 31 K. A előrejelzett Tc-e 400 K 300 GPa-on. A előrejelzett Tc-e 120 GPa-on 260 K. A -dópolt Tc-e a szilárd ként tartalmazó -nél mért 203 K felett lehet. A ritkaföldfém- és aktinoida-polihidridek Tc-e is magas lehet, például esetén 241 K. Az , melynek nyomása szobahőmérsékleten bomlás nélkül csökkenthető, feltételezett Tc-e 193 K. Az , ha előállítható, 204 K feletti hőmérsékleten szupravezető lehet, és hasonlóan vezető lehet alacsonyabb nyomáson (150 GPa).
A van der Waals-szilárd anyag, tényleges képlete , mért Tc-e 105 K 135 GPa nyomáson.
Terner szuperhidridek A terner szuperhidridek sokkal több képletet tesznek lehetővé. Például a magas hőmérsékleten, akár 200 °C-on is szupravezető lehet. Egy lantánból, bórból és hidrogénből álló vegyület feltételezések szerint „forró” (550 K) szupravezető. Egyes elemek másokat helyettesíthetnek, módosítva a tulajdonságokat, például a és a Tc-e kicsit magasabb lehet az -énél vagy a -énél.
Jegyzetek
Fordítás
Kategória:Szervetlen hidrogénvegyületek