מהי הידריד מתכתי?

הידרידים מתכתיים הם מתכות אשר נקשרו למימן ליצירת תרכובת חדשה. כל תרכובת מימן הנקשרת לאחר אלמנט מתכת ניתן לכנות ביעילות הידריד מתכתי. ככלל, הקשר הוא קוולנטי באופיו, אך חלק מההידרידים נוצרים מקשרים יוניים. למימן יש חמצון מספר -1. המתכת סופגת את הגז המהווה את ההידריד.

הדוגמאות הנפוצות ביותר להידרידים ממתכת כוללות אלומיניום, בורון, ליתיום בורוהידריד ומלחים שונים. לדוגמא, אלומיניום הידרידים כוללים נתרן אלומיניום הידריד. ישנם מספר סוגים של הידרידים. זה כולל אלומיניום, בריליום, קדמיום, צזיום, סידן, נחושת, ברזל, ליתיום, מגנזיום, ניקל, פלדיום, פלוטוניום, אשלגן רובידיום, נתרן, תליום, טיטניום, אורניום ואבץ הידרידים.

ישנם גם הרבה יותר הידרידות מתכות מורכבות המתאימות לשימושים שונים. הידרידים מתכתיים מורכבים אלו מסיסים לרוב בממסים אתריים.

ישנן ארבע קבוצות של הידרידי מתכת. ההידריד הנפוץ ביותר הוא אלה הנוצרים עם מימן, המכונים הידרידים מתכתיים בינאריים. יש רק שני תרכובות - מימן ומתכת. הידרידים אלה בדרך כלל אינם מסיסים, והם מוליכים.

סוגים אחרים של הידרידיות מתכת פחות נפוצים או ידועים, כולל הידרידות מתכת טרנריות, מתחמי קואורדינציה והידרידים מקבצים.

הידרידים מתכתיים נוצרים באמצעות אחת מארבע סינתזות. הראשון הוא העברת ההידרידים, שהם תגובות מטתזה. ישנן תגובות חיסול, הכוללות חיסול בטא-הידריד ואלפא-הידריד.

השלישית היא תוספות חמצוניות, שהיא בדרך כלל המעבר של דיהידרוגן למרכז מתכת נמוך-ערך. הרביעי הוא מחשוף הטרוליטי של דיהידרוגן, זה קורה כאשר נוצרים הידרידים כאשר מתחמי מתכת מטופלים במימן בנוכחות בסיס.

ישנם מגוון מתחמים, כולל היירידים מבוססי Mg, הידועים בכושר האחסון שלהם והם ביציבות תרמית. הבדיקה של תרכובות כאלה בלחץ גבוה פתחה אותה בפני הידרידים לשימושים חדשים. הלחץ הגבוה מונע פירוק תרמי.

מבחינת גישור ההידרידים, הידרידים מתכתיים עם הידרידים סופניים הם תקינים, כאשר רובם אוליגומריים. ההידריד התרמי הקלאסי כולל מחייב מתכת ומימן. בינתיים, ליגנד המגשר הוא גישור קלאסי שמשתמש במימן בכדי לקשור שתי מתכות. ואז יש גישור מורכב דיהידרוגני שאינו קלאסי. זה קורה כאשר דו מימן נקשר למתכת.

מספר המימן חייב להתאים למספר החמצון של המתכת. לדוגמה, הסמל לסידן הידריד הוא CaH2, אך עבור פח זה SnH4.

לעתים קרובות משתמשים בהידרידים ממתכת ביישומי תאי דלק המשתמשים במימן כדלק. הידרידים ניקל נמצאים לרוב בסוללות מסוגים שונים, במיוחד סוללות NiMH. סוללות ניקל מתכת הידרידית נשענות על הידרידים של תרכובות אינטר מתכות נדירות-אדמה, כמו לנטן או ניאודימיום המלוכדות קובלט או מנגן. ליתיום הידרידים וסודיום בורוהידריד משמשים שניהם כגורמי הפחתה ביישומי כימיה. מרבית ההידרידים מתנהגים כחומרים מצמצמים בתגובות כימיות.

מעבר לתאי דלק, הידרידות מתכות משמשות ליכולות אחסון המימן והמדחסים שלהם. הידרידים ממתכת משמשים גם לאחסון חום, משאבות חום והפרדת איזוטופים. השימושים כוללים חיישנים, מפעילים, טיהור, משאבות חום, אחסון תרמי וקירור.