Гидрид ртути(II)
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Гидрид ртути(II) | |
| Другие имена Меркуран Гидрид ртути | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
ПабХим CID | |
| Характеристики | |
| HgH 2 | |
| Молярная масса | 202.61 g mol −1 |
| Родственные соединения | |
Родственные соединения | Гидрид цинка |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Гидрид ртути(II) (систематически называемый меркуран(2) и дигидридомертью ) представляет собой неорганическое соединение с химической формулой HgH.
2 (также пишется как [HgH
2 ] ). Он термодинамически и кинетически нестабилен при температуре окружающей среды, поэтому о его объемных свойствах мало что известно. Однако он известен как белое кристаллическое твердое вещество, кинетически стабильное при температуре ниже -125 ° C (-193 ° F), которое было впервые синтезировано в 1951 году. [1]
Гидрид ртути(II) — второй по простоте гидрид ртути (после гидрида ртути(I) . Из-за своей нестабильности он не имеет практического промышленного применения. Однако в аналитической химии гидрид ртути (II) имеет основополагающее значение для некоторых видов спектрометрических методов, используемых для определения содержания ртути. Кроме того, исследуется его влияние на высокочувствительные методы масс-спектрометрии изотопного соотношения , в которых используется ртуть, такие как MC-ICP-MS , когда они используются для сравнения таллия с ртутью. [2]
Характеристики
[ редактировать ]Структура
[ редактировать ]В твердом гидриде ртути(II) молекулы HgH 2 соединены меркурофильными связями. тримеры В паре обнаруживаются и меньшая доля димеров. В отличие от твердых гидридов цинка(II) и кадмия(II), которые представляют собой сетчатые твердые вещества , твердый гидрид ртути(II) представляет собой ковалентно связанное молекулярное твердое вещество . Это связано с релятивистскими эффектами, которыми также объясняется относительно низкая температура разложения -125 °C. [3]
Молекула HgH 2 линейна и симметрична в форме H-Hg-H. Длина связи составляет 1,646543 Å. Частота антисимметричного растяжения ν 3 связи составляет 1912,8 см-1. −1 , 57,34473 ТГц для изотопов 202 ртуть и 1 ЧАС. [3] Энергия, необходимая для разрыва связи Hg-H в HgH 2, составляет 70 ккал/моль. Вторая связь в образующейся HgH намного слабее, для разрыва требуется всего 8,6 ккал/моль. Реакция двух атомов водорода выделяет 103,3 ккал/моль, поэтому образование HgH 2 из молекул водорода и газообразной Hg является эндотермическим при 24,2 ккал/моль. [3]
Биохимия
[ редактировать ]Алиреза Шайест и др. предположили, что бактерии, содержащие флавопротеин- ртутную редуктазу , такие как Escherichia coli , теоретически могут восстанавливать растворимые соединения ртути до летучего HgH 2 , который должен иметь временное существование в природе.
Производство
[ редактировать ]Восстановление хлорида ртути(II)
[ редактировать ]Гидрид ртути(II) можно получить восстановлением хлорида ртути (II) . В этом процессе хлорид ртути(II) и эквивалент гидридной соли реагируют с образованием гидрида ртути(II) по следующим уравнениям, которые зависят от стехиометрии реакции:
- 2 HgCl
2 + 2 ч −
→ HgCl 2−
4 + HgH
2 - HgCl
2 + 2 ч −
→ ХгГ
2 + 2 кл. −
Существуют варианты этого метода, в которых хлорид ртути (II) заменяется на его более тяжелые галогенидные гомологи.
Прямой синтез
[ редактировать ]Гидрид ртути(II) также можно получить путем прямого синтеза из элементов в газовой фазе или в криогенных матрицах инертного газа: [3]
- Ртуть → Ртуть *
- ртуть * + Ч
2 → [ HgH
2 ] * - [ ХгХ
2 ] * → ХгГ
2
Для этого необходимо возбуждение атома ртути до 1 П или 3 P-состояние, поскольку атомная ртуть в основном состоянии не внедряется в диводородную связь. [3] Возбуждение осуществляется ультрафиолетовым лазером. [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) , а затем обратно на исходные реагенты:
- 2 [ HgH
2 ] * → 2 HgH + H
2 - 2 HgH → Hg
22Ч
2 - ртуть
22Ч
2 → 2 ртути + Н
2
Это предпочтительный метод исследования изоляции матрицы. Помимо гидрида ртути(II), компания также производит другие гидриды ртути в меньших количествах, такие как гидриды ртути(I) (HgH и Hg 2 H 2 ).
Реакции
[ редактировать ]При обработке основанием Льюиса гидрид ртути(II) превращается в аддукт. При обработке стандартной кислотой гидрид ртути(II) и его аддукты превращаются либо в соль ртути, либо в производное меркуран(2)ила и элементарный водород . [ нужна ссылка ] Окисление гидрида ртути(II) дает элементарную ртуть. [ нужна ссылка ] Если не охладить ниже -125 ° C (-193 ° F), гидрид ртути (II) разлагается с образованием элементарной ртути и водорода: [4]
- HgH
2 → Hg + H 2
История
[ редактировать ]Гидрид ртути (II) был успешно синтезирован и идентифицирован в 1951 году Эгоном Вибергом и Уолтером Генле путем реакции йодида ртути (II) и тетрагидроалюмината лития в смеси петролейного эфира и тетрагидрофурана. В 1993 году Легай-Соммер объявил о производстве HgH 2 в матрицах криогенного аргона и криптона с помощью KrF-лазера. [1] твердую HgH 2 окончательно синтезировали и последовательно проанализировали В 2004 году Сюэфэн Ван и Лестер Эндрюс путем прямой реакции матричного выделения возбужденной ртути с молекулярным водородом. [4] газообразную HgH 2 . синтезировали В 2005 году Алиреза Шайест и др путем прямой газофазной реакции возбужденной ртути с молекулярным водородом при стандартной температуре; [5] и Сюэфэн Ван и Лестер Эндрюс [4] определил структуру твердой ртути HgH 2 , которая является молекулярным твердым веществом.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Леге-Соммер, Н.; Ф. Легай (1993). «Фотохимия в матрицах, легированных ртутью. Инфракрасные спектры гидридов ртути: HgH2, HgD2, HHgD, HgD». Письма по химической физике . 207 (2–3): 123–128. Бибкод : 1993CPL...207..123L . дои : 10.1016/0009-2614(93)87001-j . ISSN 0009-2614 .
- ^ Инь, Жуньшэн; 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 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Шайесте, 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 . ПМИД 15912545 .
- ^ Jump up to: а б с Ван, Сюэфэн; Эндрюс, Лестер (2005). «Дигидрид ртути образует ковалентное молекулярное твердое вещество». Физическая химия Химическая физика . 7 (5): 750–9. Бибкод : 2005PCCP....7..750W . дои : 10.1039/b412373e . ISSN 1463-9076 . ПМИД 19791358 .
- ^ Шайесте, Алиреза; Ю, Шаньшань; Бернат, Питер Ф. (2005). «Спектры инфракрасного излучения и равновесные структуры газообразных HgH2 и HgD2». Журнал физической химии А. 109 (45): 10280–10286. Бибкод : 2005JPCA..10910280S . CiteSeerX 10.1.1.507.4752 . дои : 10.1021/jp0540205 . ISSN 1089-5639 . ПМИД 16833322 .