Бакар хидрид

Бакарен хидрид — неорганско соединение со хемиска формула CuH<sub>n</sub> каде n ~ 0,95. Тоа е црвена цврста материја, ретко изолирана како чист состав, која се распаѓа на елементите. Бакарниот хидрид главно се произведува како редукционо средство во органската синтеза и како претходник на различни катализатори.
1 Историја
Во 1844 година, францускиот хемичар Адолф Вурц за прв пат синтетизирал бакар хидрид. Тој редуцирал воден раствор на бакар(II) сулфат со хипофосфорна киселина (H<sub>3</sub> PO<sub>2</sub> ). Во 2011 година, Панитат Хасин и Јијинг Ву станале првите кои синтетизирале метален хидрид (бакар хидрид) користејќи ја техниката на сончање. Бакарниот хидрид ја има разликата како првиот откриен метал хидрид. Во 2013 година, таа била основана од Донерер и сор. дека, барем до педесет гигапаскали, бакар хидрид не може да се синтетизира само со притисок. Сепак, тие биле успешни во синтезата на неколку бакар-водородни легури под притисок.
2 Хемиски својства
2.1 Структура
Во бакарниот хидрид, елементите ја прифаќаат кристалната структура на Вурцит (полимерна), поврзани со ковалентни врски.
CuH се состои од јадро на CuH со обвивка од вода и тоа може во голема мера да се замени со етанол. Ова нуди можност за модифицирање на својствата на CuH произведени со водени патишта. Додека сите методи за синтеза на CuH резултираат со ист рефус производ, синтетичката патека по која се оди создава различни површински својства. Различните однесувања на CuH добиени по водени и неводени патишта може да се припишат на комбинација од многу различна големина на честички и различно завршување на површината, имено, врзани хидроксили за водените патишта и координиран донатор за неводените патишта.
2.2 Хемиски реакции
CuH генерално се однесува како извор на H <sup>–</sup>. На пример, Вурц ја пријавил реакцијата на двојно поместување на CuH со хлороводородна киселина:: CuH + HCl → CuCl +
Кога не се лади под , бакар хидрид се распаѓа, за да произведе водороден гас и мешавина што содржи елементарен бакар:
: 2 CuH → ''x'' Cu•(2- ''x'' )CuH + ½ ''x'' (0 < ''x'' < 2)
Цврстиот бакар хидрид е неповратен производ на автополимеризација на молекуларната форма, а молекуларната форма не може да се изолира во концентрација.
3 Производство
Бакарот не реагира со водородот дури и при загревање, така што бакарните хидриди се направени индиректно од прекурсори на бакар(I) и бакар(II). Примерите вклучуваат редукција на бакар(II) сулфат со натриум хипофосфит во присуство на сулфурна киселина, или поедноставно само со хипофосфорна киселина. Може да се користат и други редуцирачки агенси, вклучително и класични алуминиумски хидриди.: 4 Cu <sup>2+</sup> + 6 H<sub>3</sub> PO<sub>2</sub> + 6 H<sub>2</sub>O → 4 CuH + 6 H<sub>3</sub> PO<sub>3</sub> + 8 H <sup>+</sup>
Реакциите произведуваат црвено обоен талог од CuH, кој е генерално нечист и полека се распаѓа за да ослободи водород, дури и на 0 °C.: 2 CuH → 2 Cu + H<sub>2</sub>
Ова бавно распаѓање се одвива и под вода, меѓутоа има извештаи дека материјалот станува пирофорен ако се исуши.
Нов метод на синтеза бил објавен во 2017 година од Лусада и соработниците. Во оваа синтеза се добиени наночестички CuH со висока чистота од основен бакар карбонат, CuCO<sub>3</sub> ·Cu(OH)<sub>2</sub>. Овој метод е побрз и има повисок хемиски принос од синтезата базирана на бакар сулфат и произведува наночестички од CuH со поголема чистота и дистрибуција со помала големина. Добиениот CuH лесно може да се претвори во спроводливи тенки филмови на Cu. Овие филмови се добиваат со прскање на наночестичките CuH во нивниот медиум за синтеза во одредена изолациона поддршка. По сушењето, спонтано се формираат спроводливи Cu филмови заштитени со слој од мешани бакарни оксиди.
3.1 Редуктивни звуци
Бакарниот хидрид се произведува и со редуктивна соникација. Во овој процес, хексааквабакар(II) и водород (•) реагираат за да произведат бакар хидрид и оксониум според равенката:
: [Cu(<sub>H2O</sub>)<sub>6</sub> ] <sup>2+</sup> + 3 H <sup>•</sup> → <sup>1</sup> / <sub>''n''</sub> (CuH)<sub>''n''</sub> + 2 [H<sub>3</sub> O] <sup>+</sup> + 4 H<sub>2</sub>O
Водородот(•) се добива ''на самото место'' од хомолитичката соникација на водата. Редуктивната соникација произведува молекуларен бакар хидрид како посредник.
4 Апликации во органска синтеза
Видовите на фосфин и NHC-бакар хидрид се развиени како реагенси во органската синтеза, иако со ограничена употреба. Најшироко се користи [(Ph<sub>3</sub> P)CuH <sub>6</sub> (Страјкеров реагенс) за редукција на α, β-незаситени карбонилни соединенија. H<sub>2</sub> (најмалку 80 psi) и хидросиланите може да се користат како терминален редуктант, овозможувајќи каталитичка количина од [(Ph<sub>3</sub> P)CuH]<sub>6</sub> да се користи за реакции на конјугирана редукција.
Хиралните фосфино-бакарни комплекси катализираат хидросилација на кетони и естри со ниска енаотоселективност. Енантиселективно (80 до 92% ee) редукција на прохиралните α, β-незаситени естри користи Тол-БИНАП комплекси од бакар во присуство на PMHS како редуктант. Последователно, развиени се услови за CuH-катализирана хидросилилација на кетоните и имините што продолжува со одлични нивоа на хемо- и енантиоселективност.
Реактивноста на L<sub>''n''</sub> CuH видови со слабо активирани (на пр. стирен, диени) и неактивирани алкени (на пр. α-олефини) и алкини е препознаена и послужило како основа за неколку формални реакции на хидрофункционализација катализирани од бакар.
5 „Хидридобакар“
Двоатомскиот вид CuH е гас кој го привлекол вниманието на спектроскопите. Се полимеризира кога ќе се кондензира. Добро познат олигомер е ''октаедро'' -хексакупран(6), кој се јавува во Страјкеровиот реагенс. Хидридобакарот има кисело однесување од истата причина како и нормалниот бакар хидрид. Сепак, тој не формира стабилни водени раствори, делумно поради неговата автополимеризација и неговата тенденција да се оксидира со вода. Бакарниот хидрид реверзибилно се таложи од растворот на пиридин, како аморфна цврстина. Меѓутоа, повтореното растворање ја дава редовната кристална форма, која е нерастворлива. Под стандардни услови, молекуларниот бакар хидрид се автополимеризира за да формира кристална форма, вклучително и во водени услови, па оттука и методот на водено производство смислен од Вурц.
=
3 Производство
=
Молекуларниот бакар хидрид може да се формира со редуцирање на бакар јодид со литиум алуминиум хидрид во етер и пиридин. 4CuI + LiAlH<sub>4</sub> → CuH + LiI + AlI<sub>3</sub> Ова било откриено од Е Виберг и В. Хенле во 1952 година Растворот на овој CuH во пиридинот е типично темноцрвен до темно портокалов. Се формира талог ако на овој раствор се додаде етер. Ова повторно ќе се раствори во пиридин. Нечистотиите на производите од реакцијата остануваат во производот. Во оваа студија, било откриено дека зацврстената двоатомска супстанција се разликува од структурата на Вурцит. Супстанцијата била нерастворлива и била разградена од литиум јодид, но не и зацврстениот двоатомски вид. Покрај тоа, додека распаѓањето на супстанцијата Вурцит е силно катализирано со база, додека зацврстениот двоатомски вид воопшто не е силно погоден. Дилтс направил разлика помеѓу двата бакарни хидриди како „нерастворливи“ и „растворливи бакарни хидриди“. Растворливиот хидрид е подложен на пиролиза под вакуум и завршува до 100 °C.
Аморфниот бакар хидрид се произведува и со безводна редукција. Во овој процес, бакарот (I) и тетрахидроалуминатот реагираат за да произведат молекуларен бакар хидрид и тријодоалуминиумски адукти. Молекуларниот бакар хидрид се преципитира во аморфен бакар хидрид со додавање на диетил етер. Аморфниот бакар хидрид се претвора во Вурцова фаза со жарење, придружено со одредено распаѓање.=
1 Историја
=
Хидридобакар бил откриен во емисијата на вибрации-ротација на шуплива катодна светилка во 2000 година од Бернат, кој ја открил на Универзитетот во Ватерло. Прво бил откриен како загадувач додека се обидувал да генерира NeH <sup>+</sup> со помош на шуплива катодна светилка. Молекуларниот бакар хидрид има разлика што е првиот метален хидрид што е откриен на овој начин. Биле забележани (1,0) (2,0) и (2,1) вибрациони појаси заедно со разделување на линијата поради присуството на два бакарни изотопи, <sup>63</sup> Cu и <sup>65</sup> Cu.
Апсорпционите линии A <sup>1</sup> Σ <sup>+</sup> -X <sup>1</sup> Σ <sup>+</sup> од CuH се тврди дека се забележани во сончевите дамки и во ѕвездата 19 Пициум.
Во експериментите со пареа, било откриено дека бакар хидрид се произведува од елементите при изложување на зрачење од 310 нанометри.: Cu + H<sub>2</sub> ↔ CuH + H <sup>•</sup>
Сепак, ова се покажало како неодржливо како производствен метод бидејќи реакцијата е тешко да се контролира. Бариерата за активирање за обратната реакција практично не постои, што овозможува лесно да продолжи дури и на 20 Келвини.
6 Други бакарни хидриди
* Бинарен дихидрид исто така постои, во форма на нестабилен реактивен посредник во редукцијата на бакар хидрид со атомски водород.