Гидрид ртути (II) - Mercury(II) hydride

Гидрид ртути (II)
вычисленная структура HgH2 и (HgH2) 2
Имена
Название ИЮПАК
Гидрид ртути (II)
Другие имена
Меркуран
Гидрид ртути
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
Характеристики
HgH
2
Молярная масса202,61 г моль−1
Родственные соединения
Родственные соединения
Гидрид цинка
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Гидрид ртути (II) (систематически названный меркуран (2) и дигидридомер ртуть) является неорганическое соединение с химическая формула HgH
2 (также пишется как [HgH
2]). Он термодинамически и кинетически нестабилен при температуре окружающей среды, поэтому мало что известно о его объемных свойствах. Однако он известен как белое кристаллическое твердое вещество, кинетически стабильное при температурах ниже -125 ° C (-193 ° F), которое было впервые синтезировано в 1951 году.[1]

Гидрид ртути (II) - второй простейший Меркурий гидрид (после гидрид ртути (I) ). Из-за своей нестабильности он не имеет практического промышленного применения. Однако в аналитическая химия, гидрид ртути (II) является фундаментальным для определенных форм спектрометрических методов, используемых для определения содержания ртути. Кроме того, исследуется его влияние на высокую чувствительность. масс-спектрометрия изотопного отношения методы с участием ртути, такие как МС-ИСП-МС, когда используется для сравнения таллия с ртутью.[2]

Характеристики

Структура

В твердом гидриде ртути (II) HgH2 молекулы связаны меркурофильными связями. Тримеры и меньшая доля димеров обнаруживается в паре. В отличие от твердого гидрида цинка (II) и кадмия (II), которые твердые тела сети, твердый гидрид ртути (II) является ковалентно связанным молекулярное твердое вещество. Это связано с релятивистскими эффектами, которые также объясняют относительно низкую температуру разложения -125 ° C.[3]

HgH2 Молекула линейна и симметрична в виде H-Hg-H. Длина связи составляет 1,646543 Å. Частота антисимметричного растяжения ν3 облигации 1912,8 см−1, 57,34473 ТГц для изотопов 202Hg и 1ЧАС.[3] Энергия, необходимая для разрыва связи Hg-H в HgH2 составляет 70 ккал / моль. Вторая связь в образующемся HgH намного слабее, и для ее разрыва требуется всего 8,6 ккал / моль. При взаимодействии двух атомов водорода выделяется 103,3 ккал / моль, поэтому HgH2 образование из молекул водорода и газообразной Hg эндотермично при 24,2 ккал / моль.[3]

Биохимия

Алиреза Шайесте и другие предположил, что бактерии, содержащие флавопротеин, редуктаза ртути, Такие как кишечная палочка Теоретически может восстанавливать растворимые соединения ртути до летучей HgH.2, которые должны иметь временное существование в природе.

Производство

Восстановление хлорида ртути (II)

Гидрид ртути (II) может быть получен снижение хлорида ртути (II). В этом процессе хлорид ртути (II) и эквивалент гидридной соли реагируют с образованием гидрида ртути (II) в соответствии со следующими уравнениями, которые зависят от стехиометрии реакции:

2 HgCl
2 + 2 ЧАС−
 → HgCl2−
4 + HgH
2
HgCl
2 + 2 ЧАС−
 → HgH
2 + 2 Cl−

Варианты этого метода выходят, когда хлорид ртути (II) заменен на его более тяжелые гомологи галогенидов.

Прямой синтез

Гидрид ртути (II) также может быть получен прямым синтезом из элементов в газовой фазе или в криогенных установках с инертным газом:[3]

Hg → Hg*
Hg* + ЧАС
2 → [HgH
2]*
[HgH
2]* → HgH
2

Для этого необходимо возбуждение атома ртути до 1P или 3Состояние P, поскольку атомарная ртуть в основном состоянии не вставляется в дигидрогенную связь.[3] Возбуждение осуществляется с помощью ультрафиолетового лазера,[1] или электрический разряд.[3] Начальная доходность высокая; однако из-за того, что продукт находится в возбужденном состоянии, значительное его количество быстро диссоциирует на гидрид ртути (I), затем обратно к исходным реагентам:

[HgH
2]* → HgH + H
HgH → Hg + H
2 H → ЧАС
2

Это предпочтительный метод исследования матричной изоляции. Помимо гидрида ртути (II), он также производит другие гидриды ртути в меньших количествах, такие как гидриды ртути (I) (HgH и Hg2ЧАС2).

Реакции

Без обработки основанием Льюиса гидрид ртути (II) покрывает аддукт. При обработке стандартной кислотой гидрид ртути (II) и его аддукты превращаются либо в соль ртути, либо в производное меркурана (2) ила и элементарный водород.[нужна цитата ] Окисление гидрида ртути (II) дает элементарную ртуть.[нужна цитата ] Если не охладить до температуры ниже -125 ° C (-193 ° F), гидрид ртути (II) разлагается с образованием элементарной ртути и водорода:[4]

HgH
2 → Hg + H2

История

Гидрид ртути (II) был успешно синтезирован и идентифицирован в 1951 году Эгоном Вибергом и Уолтером Хенле реакцией йодида ртути (II) и тетрагидроалюмината лития в смеси петролейного эфира и тетрагидрофурана. В 1993 году Леге-Соммер объявил о HgH.2 производство криогенных аргоновых и криптоновых матриц с помощью KrF-лазера.[1] В 2004 г. твердый HgH2 был окончательно синтезирован и последовательно проанализирован Сюэфэном Ван и Лестер Эндрюс, путем прямой реакции матричного выделения возбужденной ртути с молекулярным водородом.[4]В 2005 г. газообразный HgH2 был синтезирован Алирезой Шайесте и другие, путем прямой газофазной реакции возбужденной ртути с молекулярным водородом при стандартной температуре;[5] и Сюэфэн Ван и Лестер Эндрюс[4] определил структуру твердой ртути HgH2, чтобы быть молекулярным твердым телом.

Рекомендации

  1. ^ а б c Legay-Sommaire, N .; Ф. Легэй (1993). «Фотохимия в матрицах, легированных ртутью. Инфракрасные спектры гидридов ртути: HgH2, HgD2, HHgD, HgD». Письма по химической физике. 207 (2–3): 123–128. Bibcode:1993CPL ... 207..123L. Дои:10.1016 / 0009-2614 (93) 87001-j. ISSN  0009-2614.
  2. ^ Инь, Руншэн; Краббенхофт, Дэвид; Бергквист, Бриджит; Чжэн, Ван; Лепак, Райан; Херли, Джеймс (2016). «Влияние концентраций ртути и таллия на высокоточное определение изотопного состава ртути с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с несколькими коллекторами Neptune Plus». Журнал аналитической атомной спектрометрии. 31 (10): 2060–2068. Дои:10.1039 / C6JA00107F.
  3. ^ а б c d е ж Шайестех, Алиреза; Шаньшань Ю; Питер Ф. Бернат (2005). «Газообразные HgH2, CdH2 и ZnH2». Химия: европейский журнал. 11 (16): 4709–4712. Дои:10.1002 / chem.200500332. ISSN  0947-6539. PMID  15912545.
  4. ^ а б c Ван, Сюэфэн; Эндрюс, Лестер (2005). «Дигидрид ртути образует ковалентное молекулярное твердое вещество». Физическая химия Химическая физика. 7 (5): 750. Bibcode:2005PCCP .... 7..750 Вт. Дои:10.1039 / b412373e. ISSN  1463-9076. PMID  19791358.
  5. ^ Шайестех, Алиреза; Ю, Шаньшань; Бернат, Питер Ф. (2005). «Инфракрасные эмиссионные спектры и равновесные структуры газообразных HgH2 и HgD2». Журнал физической химии A. 109 (45): 10280–10286. Bibcode:2005JPCA..10910280S. CiteSeerX  10.1.1.507.4752. Дои:10.1021 / jp0540205. ISSN  1089-5639. PMID  16833322.