Hidreto

Os hidretos são compostos inorgânicos hidrogenados, que apresentam o hidrogênio como o elemento mais eletronegativo, ou seja, como anion de estado de oxidação -1 ( H^-1 ).

Exemplos:

NaH – Hidreto de sódio
CaH₂ - Hidreto de cálcio

A definição de hidreto aqui é muito antiga e neste caso é contradita no próprio texto ao se observar os hidretos covalentes e os próprios intersticiais.

Estes compostos reagem facilmente na presença de água.

KH + H₂O → KOH + H₂

Classificação

1	Na	Cl
Ba	K	H	W
	R	F	J
I	G	O	R

De uma forma geral, os hidretos podem ser classificados em 3 diferentes tipos conforme a natureza de ligação e estrutura:

Hidretos iônicos
Hidretos covalentes
Hidretos de metais de transição (hidretos intersticiais)

Basicamente, a classificação é definida pela eletronegatividade do elemento que está ligado ao hidrogênio. Os metais eletropositivos, os alcalinos e os alcalinos terrosos, formam hidretos iônicos enquanto que os elementos eletronegativos formam hidretos covalentes.

Hidretos iônicos

Os hidretos iônicos são os hidretos formados pelos elementos da família 1A e 2A, alcalinos e alcalinos terrosos. O hidrogênio comporta-se como um halogênio e recebe um elétron do metal formando um íon hidreto (H^-) que possui a configuração eletrônica do hélio ou o orbital s completo. Os hidretos são chamados de compostos binários quando formados de 2 elementos incluindo o hidrogênio, a sua fórmula química é MH ou MH₂. Os hidretos de gálio, de índio, de tálio e de lantanídios também são iônicos. A estrutura é cristalina.

As evidências do caracter iônico são basicamente:

Os hidretos iônicos quando fundidos conduzem corrente elétrica, por exemplo o hidreto de lítio P.F. = 691^oC; os demais hidretos decompõem antes de alcançar o ponto de fusão.
Submetidos a uma eletrólise, desprendem gás hidrogênio no ânodo.

As propriedades destes compostos são:

Agentes redutores

NaH + 2CO → HCOO-Na⁺ + C

SiCl₄ + NaH → SiH₄ + NaCl

Reativos em meio aquoso

CaH_2(s) + 2H₂O_(g) → Ca(OH)_2(s) + 2H_2(g)

Hidretos covalentes

Os hidretos covalentes são os hidretos formados pelos elementos o bloco p (boro, alumínio e do grupo 4-7) e berílio.
Os metais fracamente eletropositivos do grupo III da tabela periódica geralmente formam hidretos covalentes. O hidreto de boro mais simples é o diborano ,B₂H₆, e o hidreto de alumínio é um polímero (AlH₃)_n. Observa-se que o B₂H₆ e o AlH₃ são aceptores de elétrons pois os átomos de B e Al possuem orbitais disponíveis:

BH₃ + H^- → [BH₄]^-

borano → boroidrito

AlH₃ + H^- → [AlH₄]^-

alano → aluminoidrito

Hidretos de metais de transição

Nestes compostos, as moléculas de hidrogênio dissociam e os átomos de hidrogênios entram nos buracos do retículo cristalino do metal, sítios intersticiais. Os hidretos intersticiais geralmente não são estequiométricos, ao contrário dos hidretos iônicos e covalentes. Os átomos de hidrogênio, que estão dentro do retículo, podem migrar internamente, reagindo com impurezas ou alterando as propriedades do material. Estes compostos são condutores.

Exemplos:

Raney nickel (hidrogênio superficial)
PdH_x (hidrogênio intersticial)

Síntese

Existem 3 métodos mais comuns:

1. Combinação direta dos elementos.

2Li_(l)+ H_2(g) → 2LiH_(s)

Usado comercialmente para a síntese de compostos exergônicos, incluindo a amônia (processo Haber-Bosch) e os hidretos de lítio, sódio e cálcio.

2. Protonação de uma base de Brönsted.

Li₃N_(s)+ 3H₂O_(l) → 3LiOH_(aq) + NH_3(g)

NaCl_(s) + H₂SO_4(aq) → NaHSO_4(aq) + HCl_(g)

Método utilizado na preparação de compostos endergônicos (termodinanicamente instáveis em relação aos seus elementos).

3. Metatese de um haleto com hidreto.

Li[AlH₄] + SiCl₄ → Li[AlCl₄] + SiH₄

Fontes doadoras de H^-: LiH, NaH, Li[AlH₄] e Na[BH₄].

Este método também é usado na preparação de compostos endergônicos.

Aplicação

amônia:

NH₃ + CH₄ → HCN (plásticos e pigmentos)

NH₃ + O₂;H₂O → HNO₃ (fertilizantes e explosivos)

NH₃ + HX → NH₄X (fertilizantes)

NH₃ + COCl₂ → (NH₂)₂CO (fertilizantes e plásticos)

hidrazina

borohidretos (BH₄^- e derivados) e os hidretos de alumínio ("alananos"; AlH₄^- e derivados) são agentes redutores utilizados em sínteses orgânicas que convertem grupos carbonilos em álcoois.

hidreto de lítio são empregado na fabricação de acumuladores de lítio. Especificamente, o deutereto de lítio é utilizado como combustível para a fusão nuclear em bombas termonucleares.

hidretos intersticiais de paládio é capaz de absorver 900 vezes o seu volume com hidrogênio em condições normais de temperatura e pressão, podendo ser usado para transportar ou armazenar hidrogênio em veículos à célula de combustível. O gás hidrogênio é liberado proporcionalmente com a temperatura e pressão aplicada.

hidretos de metais de transição de platina são usados em catálise heterogênea, como halogenação de olefinas.

Lista de hidretos

Referências

Chambers, C.; Modern Inorganic Chemstry, an intermediate text, 1975.

Livro antigo mas explica de forma simplificada.

Lee, J.D.; Inorganic Chemistry, non-concise.

Livro um pouco mais completo que o Chambers, mas ainda sim muito fraco, principalmente na versão em português.