Неорганический имид
Неорганический имид – неорганическое химическое соединение, содержащее
- анион химической с формулой HN 2− , в котором азота атом ковалентно связан с одним атомом водорода (как в имиде лития Li 2 NH и имид кальция КанХ ). Другое название этого аниона — нитрид моноводорода.
- функциональные группы с химическими формулами −NH- или =NH , в котором атом азота также ковалентно связан с одним атомом водорода двумя ковалентными одинарными связями или одной ковалентной двойной связью от атома азота к другим атомам соответственно (как в гептасероимиде S 7 NH , диимид серы S(=NH) 2 и нитроксил О=NH ).
Органические имиды имеют функциональные группы −NH- или =NH тоже.
Имиды относятся к неорганическим амидам , содержащим Ч 2 Н − анионы, нитриды , содержащие Н 3− анионы и нитридогидриды или нитридгидриды, содержащие как нитрид Н 3− и гидрид ЧАС − анионы.
Помимо имидов в твердом состоянии известны также молекулярные имиды в разбавленных газах, где можно изучить их спектр.
При ковалентной связи с металлом имидный лиганд образует имидокомплекс переходного металла .
Когда водород имидной группы заменяется органической группой, образуется органоимид . комплексы актинидов и редкоземельных элементов с органоимидами. Известны [1]
Характеристики
[ редактировать ]Имид лития претерпевает фазовый переход при 87 ° C, при котором он переходит из упорядоченного в более симметричное неупорядоченное состояние. [2]
Структура
[ редактировать ]Многие имиды имеют кубическую структуру каменной соли, в которой основные позиции занимают металл и азот. Положение атома водорода определить трудно, но оно неупорядочено.
Многие из молекул простых имидов тяжелых металлов являются линейными. Это связано с тем, что заполненная 2p-орбиталь азота отдает электроны пустой d-орбитали металла. [3]
Формирование
[ редактировать ]Нагревание амида лития с гидридом лития дает имид лития и газообразный водород. Эта реакция происходит при взаимодействии выделившегося аммиака с гидридом лития. [2]
Нагревание амида магния примерно до 400°C дает имид магния с потерей аммиака . Сам имид магния разлагается при нагревании от 455 до 490 °C. [4]
Имид бериллия образуется из амида бериллия при нагревании до 230 °C в вакууме. [5]
При нагревании металлического стронция с аммиаком при температуре 750 °C образуется темно-желтый имид стронция. [6]
При нагревании паров бария с аммиаком в электрическом разряде образуется газообразный молекулярный BaNH. [7] Известны также молекулы ScNH, YNH и LaNH. [8] [9]
Хранение водорода
[ редактировать ]Неорганические имиды представляют интерес, поскольку они могут обратимо хранить водород, что может быть важно для водородной экономики . Например, имид кальция может хранить 2,1% водорода по массе. Li 2 Ca(NH) 2 обратимо накапливает водород и выделяет его при температуре от 140 до 206 °C. Он может обратимо удерживать 2,3% водорода. [10] При добавлении водорода к имиду образуются амиды и гидриды. Когда имиды нагреваются, они могут образовывать гидридонитриды или нитриды, но они не могут легко реабсорбировать водород.
Список
[ редактировать ]ионный
[ редактировать ]имя | формула | структура | космическая группа | элементарная ячейка | ссылки |
---|---|---|---|---|---|
Имид лития | Li2Ли2NH | кубический | FM 3 м | а=5,0742 | [2] |
Имид бериллия | БенХ | [5] | |||
Имид магния | МгНХ | шестиугольный | П 6/ м | а = 11,567 Å c = 3,683 Å Z=12 | [4] |
Имид дилития магния | Литий 2 Mg(NH) 2 | [10] | |||
Имид динитрида кремния | Си 2 Н 2 (НХ) | [11] | |||
К 2 Si(NH) 3 | амурный | [12] | |||
К 2 Si 2 (NH) 5 | амурный | [12] | |||
К 2 Si 3 (NH) 7 | амурный | [12] | |||
имидонитридосиликат калия | К 3 Си 6 Н 5 (НХ) 6 | кубический | П4 3 32 | а = 10,789 | [11] |
Имид кальция | Суп | шестиугольный | FM 3 м | [10] | |
Имид дилития кальция | Ли 2 Са(NH) 2 | шестиугольный | [10] | ||
Диимид магния и кальция | MgCa(NH) 2 | кубический | [13] | ||
Имид лития, кальция, магния | Li 4 CaMg(NH) 4 | [10] | |||
Я боюсь стронция | СРНХ | орторомбический | Пмна | а =7,5770 б =3,92260 в =5,69652 Z=4 | [6] |
Имид диамида олова(IV) | Sn(NH 2 ) 2 NH | [14] [15] | |||
Возьмите барий | БанГХ | четырехугольный | Я 4/ ммм | а=4,062 с=6,072 Z=2 | [16] |
Имид лантана | Ла2 3 (Нью-Хэмпшир ) | каменная соль | а=5,32 | [17] | |
Имид церия(II) | CeNH | [18] | |||
Имид иттербия(II) | YbNH | кубический | а=4,85 | [19] | |
[NH 4 ][Hg 3 (NH) 2 ](NO 3 ) 3 | кубический | п 4 1 32 | а = 10,304, Z = 4 | [20] | |
Имид динитрида тория(IV) | Пн 2 N ( NH ) | шестиугольный | P3mP3m1 | а = 3,886 в = 6,185 Å | [21] |
Молекулярный
[ редактировать ]имя | формула | структура | симметрия | КАС | ссылки |
---|---|---|---|---|---|
Имид бора | Б 2 (НХ) 3 | полимер | [22] | ||
|
ХНО | согнутый | 14332-28-6 | ||
Имид амида алюминия | Al(NH 2 )(NH) | полимер | [22] | ||
Димид кремния | Si(NH) 2 | ||||
|
ХНС | согнутый | 14616-59-2 | [23] | |
Диимид серы | С(НХ) 2 | ||||
Имид гептасеры | S7 НХ | 293-42-5 | [24] | ||
|
Ч 2 Н 2 С 6 | 1003-75-4 | |||
|
Ч 2 Н 2 С 6 | 1003-76-5 | |||
|
Ч 2 Н 2 С 6 | ||||
|
H3N3SH3N3S5 | 638-50-6 | |||
Имид скандия(II) | СКНХ | [8] | |||
Имидат галлия(III) | Станция 2 (Нью-Хэмпшир) 3 | полимер | [22] | ||
Имид иттрия(II) | ЮНХ | [8] | |||
Возьмите барий | БанГХ | линейный | [3] | ||
Имид лантана(II) | Шерсть | линейный | C∞v | [9] [25] | |
Имид церия(II) | CeNH | линейный | C∞v | [25] | |
Нитрид урана | Н≡U=N−H | [26] | |||
Уранимина дигидрид | ХН = УХ 2 | [26] |
Предполагается, что молекулярные имины других актинидов, называемые нептунимином и плутонимином, существуют в газовой фазе или матрице благородного газа. [27]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Шедле, Доротея; Анвандер, Райнер (2019). «Химия редкоземельных металлов и актинидорганоимидов». Обзоры химического общества . 48 (24): 5752–5805. дои : 10.1039/c8cs00932e . ПМИД 31720564 . S2CID 207938163 .
- ^ Перейти обратно: а б с Лоутон, Ребекка Л. (1999). Структурные и термогравиметрические исследования амидов и имидов щелочных металлов (кандидатская диссертация). Оксфордский университет, Великобритания.
- ^ Перейти обратно: а б Янчик, Александра; Лихтенбергер, Деннис Л.; Зюрис, Люси М. (февраль 2006 г.). «Конкуренция между химическими соединениями металл-амидо и металл-имидо в серии щелочноземельных кислот: экспериментальное и теоретическое исследование BaNH» . Журнал Американского химического общества . 128 (4): 1109–1118. дои : 10.1021/ja053473k . ISSN 0002-7863 . ПМИД 16433526 .
- ^ Перейти обратно: а б Дольчи, Франческо; Наполитано, Эмилио; Вайднер, Эвелин; Энцо, Стефано; Моретто, Пьетро; Брунелли, Микела; Хансен, Томас; Фихтнер, Максимилиан; Лостро, Вибке (7 февраля 2011 г.). «Имид магния: синтез и определение структуры нетрадиционного имида щелочноземельных металлов в результате разложения амида магния» (PDF) . Неорганическая химия . 50 (3): 1116–1122. дои : 10.1021/ic1023778 . ПМИД 21190329 .
- ^ Перейти обратно: а б Джейкобс, Герберт; Джуза, Роберт (ноябрь 1969 г.). «Представление и свойства амида и имида бериллия» . Журнал неорганической и общей химии (на немецком языке). 370 (5–6): 248–253. дои : 10.1002/zaac.19693700507 . ISSN 0044-2313 .
- ^ Перейти обратно: а б Шульц-Кулон, Верена; Ирран, Элизабет; Путц, Бернд; Шник, Вольфганг (1999). «β-СрНХ и β-СрНД – синтез и определение кристаллической структуры методами рентгеновской и нейтронной дифракции на порошках». Журнал неорганической и общей химии . 625 (7): 1086–1092. doi : 10.1002/(SICI)1521-3749(199907)625:7<1086::AID-ZAAC1086>3.0.CO;2-B .
- ^ Янчик, Александра; Лихтенбергер, Деннис Л.; Зюрис, Люси М. (февраль 2006 г.). «Конкуренция между химическими соединениями металл-амидо и металл-имидо в серии щелочноземельных кислот: экспериментальное и теоретическое исследование BaNH». Журнал Американского химического общества . 128 (4): 1109–1118. дои : 10.1021/ja053473k . ПМИД 16433526 .
- ^ Перейти обратно: а б с Бхаттачарья, Сумен; Харрисон, Джеймс Ф. (сентябрь 2020 г.). «Электронная структура и связь молекул ScNH и YNH». Письма по химической физике . 754 : 137735. Бибкод : 2020CPL...75437735B . дои : 10.1016/j.cplett.2020.137735 . S2CID 225222419 .
- ^ Перейти обратно: а б Бхаттачарья, Сумен; Харрисон, Дж. Ф. (1 сентября 2019 г.). «Теоретическое исследование электронного строения и связи LaNH». Письма по химической физике . 730 : 551–556. Бибкод : 2019CPL...730..551B . дои : 10.1016/j.cplett.2019.06.042 . S2CID 197120516 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Вербрекен, Маартен Кристиан (февраль 2009 г.). Легированные щелочноземельные (нитриды) гидриды (Диссертация). Университет Сент-Эндрюс. п. 19. HDL : 10023/714 .
- ^ Перейти обратно: а б Питерс, Д.; Пол, ЭФ; Джейкобс, Х. (1990). «Внешний вид и кристаллическая структура имидонитридосиликата калия K3Si6N5(NH)6» . Журнал неорганической и общей химии (на немецком языке). 584 (1): 129–137. дои : 10.1002/zaac.19905840112 . ISSN 0044-2313 .
- ^ Перейти обратно: а б с Али, С.И. (декабрь 1970 г.). «Реакции тетрабромида и -иодида кремния с амидом калия в жидком аммиаке» . Журнал неорганической и общей химии (на немецком языке). 379 (1): 68–71. дои : 10.1002/zaac.19703790112 . ISSN 0044-2313 .
- ^ Лю, Юнфэн; Лю, Тао; Сюн, Чжитао; Ху, Цзяньцзян; Ву, Готао; Чен, Пин; Ви, Эндрю ТС; Ян, Пин; Мурата, Кенджи; Саката, Ко (ноябрь 2006 г.). «Синтез и структурная характеристика нового имида щелочноземельного металла: MgCa (NH) 2» . Европейский журнал неорганической химии . 2006 (21): 4368–4373. дои : 10.1002/ejic.200600492 .
- ^ Уотни, Николас С.П.; Галь, Золтан А.; Вебстер, Мэтью Д.С.; Кларк, Саймон Дж. (2005). «Первый тройной нитрид олова (ii): NaSnN» . Химические коммуникации (33): 4190–2. дои : 10.1039/b505208d . ISSN 1359-7345 . ПМИД 16100599 .
- ^ Майя, Леон (май 1992 г.). «Получение нитрида олова через промежуточный амид-имид» . Неорганическая химия . 31 (10): 1958–1960. дои : 10.1021/ic00036a044 . ISSN 0020-1669 .
- ^ Вегнер, Б.; Эссманн, Р.; Джейкобс, Х.; Фишер, П. (декабрь 1990 г.). «Синтез имида бария из элементов и ориентационная разупорядоченность анионов в БаНД, изученная методом нейтронографии от 8 до 294 К». Журнал менее распространенных металлов . 167 (1): 81–90. дои : 10.1016/0022-5088(90)90291-Q .
- ^ Джейкобс, Х; Гигер, Б; Хаденфельдт, К. (март 1979 г.). «О системе калий/лантан/аммиак» . Журнал менее распространенных металлов (на немецком языке). 64 (1): 91–99. дои : 10.1016/0022-5088(79)90136-X .
- ^ Имамура, Хаяо; Кавасоэ, Масахиро; Имаёси, Кёя; Саката, Ёсихиса (2015). «Получение и некоторые свойства наноструктурных нитридов редкоземельных элементов реакцией гидридов с аммиаком» . Международный журнал теоретических и прикладных нанотехнологий . 3 : 1–8. дои : 10.11159/ijtan.2015.001 .
- ^ Имамура, Хаяо (2000), «Глава 182 Металлы и сплавы (полученные с использованием растворов жидкого аммиака) в катализе II» , Роль редких земель в катализе , Справочник по физике и химии редких земель, том. 29, Elsevier, стр. 45–74, номер документа : 10.1016/s0168-1273(00)29005-3 , ISBN. 978-0-444-50472-2 , получено 10 ноября 2020 г.
- ^ Нокеманн, Питер; Мейер, Герд (2002). «Образование NH4[Hg3(NH)2](NO3)3 и превращение в [Hg2N](NO3)». Журнал неорганической и общей химии . 628 (12): 2709–2714. doi : 10.1002/1521-3749(200212)628:12<2709::AID-ZAAC2709>3.0.CO;2-P .
- ^ Сильва, Г.В. Чинтака; Йеманс, Чарльз Б.; Век, Филипп Ф.; Ханн, Джон Д.; Серефис, Гэри С.; Саттельбергер, Альфред П.; Червински, Кен Р. (05 марта 2012 г.). «Синтез и характеристика Th 2 N 2 (NH), изоморфного Th 2 N 3» . Неорганическая химия . 51 (5): 3332–3340. дои : 10.1021/ic300025b . ISSN 0020-1669 . ПМИД 22360445 .
- ^ Перейти обратно: а б с Яник, Ежи Ф.; Уэллс, Ричард Л. (январь 1996 г.). «Имид галлия, {Ga(NH) 3/2 } n, новый полимерный предшественник порошков нитрида галлия» . Химия материалов . 8 (12): 2708–2711. дои : 10.1021/cm960419h . ISSN 0897-4756 .
- ^ Нгуен, Минь Тхо; Ванкуикенборн, LG; Плиснье, Мишель; Фламманг, Роберт (январь 1993 г.). «Масс-спектрометрическое и ab initio определение молекулярных орбиталей тионитрозилгидрида (HN=S)» . Молекулярная физика . 78 (1): 111–119. Бибкод : 1993МолФ..78..111Н . дои : 10.1080/00268979300100111 . ISSN 0026-8976 .
- ^ Мендельсон, Миннесота; Джолли, WL (январь 1973 г.). «Реакции имид-аниона гептасеры» . Журнал неорганической и ядерной химии . 35 (1): 95–99. дои : 10.1016/0022-1902(73)80614-1 . S2CID 98171750 .
- ^ Перейти обратно: а б Чжан, Юйчэнь; Ньямбо, Сильвер; Ян, Дун-Шэн (21 декабря 2018 г.). «Масс-анализ пороговой ионизационной спектроскопии имидных радикалов лантаноидов LnNH (Ln = La и Ce) от активации связи N – H аммиака» . Журнал химической физики . 149 (23): 234301. Бибкод : 2018JChPh.149w4301Z . дои : 10.1063/1.5064597 . ISSN 0021-9606 . ПМИД 30579310 . S2CID 58639516 .
- ^ Перейти обратно: а б Ван, Сюэфэн; Эндрюс, Лестер; Влайсавлевич, Бесс; Гальярди, Лаура (18 апреля 2011 г.). «Комбинированные тройные и двойные связи с ураном: молекула нитрида уранимина N≡U═N-H, полученная в твердом аргоне» . Неорганическая химия . 50 (8): 3826–3831. дои : 10.1021/ic2003244 . ISSN 0020-1669 . ПМИД 21405096 .
- ^ Ли, Пэн; Ню, Вэнься; Гао, Тао (25 ноября 2015 г.). «Систематический анализ структурных и спектроскопических свойств нептунимина (HN=NpH2) и плутонимина (HN=PuH2)» . Журнал молекулярного моделирования . 21 (12): 316. doi : 10.1007/s00894-015-2856-1 . ISSN 0948-5023 . ПМИД 26608606 . S2CID 7587370 .