Wodorek sodu - Sodium hydride

wodorek sodu
wodorek sodu
Wodorek sodu-3D-vdW.png
Identyfikatory
Model 3D ( JSmol )
ChemSpider
Karta informacyjna ECHA 100.028.716 Edytuj to na Wikidata
Numer WE
Identyfikator klienta PubChem
UNII
  • InChI=1S/Na.H ☒n
    Klucz: MPMYQQHEHYDOCL-UHFFFAOYSA-N ☒n
  • InChI=1/Na.H/q+1;-1
    Klucz: BZKBCQXYZZXSCO-UHFFFAOYAY
  • InChI=1S/Na.H/q+1;-1
    Klucz: BZKBCQXYZZXSCO-UHFFFAOYSA-N
  • [H-].[Na+]
Nieruchomości
NaH
Masa cząsteczkowa 23,998 g/mol
Wygląd zewnętrzny białe lub szare ciało stałe
Gęstość 1,39 g / cm 3
Temperatura topnienia 638 ° C (1180 ° F; 911 K) (rozkłada się)
Reaguje z wodą
Rozpuszczalność nierozpuszczalny w amoniaku , benzenie , CCl 4 , CS 2
1.470
Struktura
fcc ( NaCl ), cF8
Fm 3 m, nr 225
a  = 498 po południu
4
Oktaedryczny (Na + )
Oktaedryczny (H − )
Termochemia
36,4 J/mol K
40,0 J · mol -1 · K -1
-56,3 kJ·mol -1
-33,5 kJ/mol
Zagrożenia
Główne zagrożenia silnie żrący, samozapalny w powietrzu, gwałtownie reaguje z wodą
Arkusz danych dotyczących bezpieczeństwa Zewnętrzna Karta Charakterystyki
Piktogramy GHS Reaguje na wodę. 1
Hasło ostrzegawcze GHS Zagrożenie
H260
NFPA 704 (ognisty diament)
3
3
2
Temperatura zapłonu palny
Związki pokrewne
Inne aniony
Borowodorek
sodu Wodorotlenek sodu
Inne kationy
Wodorek litu Wodorek
potasu Wodorek
rubidu Wodorek
cezu
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w ich stanie standardowym (przy 25 °C [77 °F], 100 kPa).
☒n zweryfikuj  ( co to jest   ?) sprawdzaćTak☒n
Referencje do infoboksu

Wodorek sodu to związek chemiczny o empirycznym wzorze Na H . Ten wodorek metalu alkalicznego jest używany głównie jako mocna, ale palna zasada w syntezie organicznej . NaH solankę (sól podobne) wodorku , składający się z Na + i H - jonów w przeciwieństwie do wodorki cząsteczkowej, takich jak borowodór , metanu , amoniaku i wody . Jest to materiał jonowy, który jest nierozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych (choć rozpuszczalny w stopionym Na), co jest zgodne z faktem, że jony H − nie występują w roztworze. Ze względu na nierozpuszczalność NaH wszystkie reakcje z udziałem NaH zachodzą na powierzchni ciała stałego.

Podstawowe właściwości i struktura

NaH powstaje w wyniku bezpośredniej reakcji wodoru i ciekłego sodu. Czysty NaH jest bezbarwny, chociaż próbki na ogół wydają się szare. NaH to ok. 40% gęstszy niż Na (0,968 g/cm 3 ).

NaH, podobnie jak LiH , KH , RbH i CsH , przyjmuje strukturę krystaliczną NaCl . W tym motywie każdy jon Na + otoczony jest sześcioma centrami H − w geometrii oktaedrycznej . Jonowy promienie H - (146 pM w NaH) i F - (133 pm) są podobne, jak oceniono za pomocą odległości NaH i Na-F.

„Odwrócony wodorek sodu”

Bardzo nietypowa sytuacja ma miejsce w związku nazwanym „odwrotnym wodorkiem sodu”, który zawiera jony H + i Na − . Na − jest zasadą , a związek ten różni się od zwykłego wodorku sodu znacznie wyższą zawartością energii ze względu na przemieszczenie netto dwóch elektronów z wodoru na sód. Pochodna tego „odwrotnego wodorku sodu” powstaje w obecności zasady adamanzanu . Ta cząsteczka nieodwracalnie zamyka H + i chroni go przed oddziaływaniem z zasadą Na − . Prace teoretyczne sugerują, że nawet niezabezpieczona protonowana trzeciorzędowa amina skompleksowana z zasadą sodu może być metastabilna w pewnych warunkach rozpuszczalnika, chociaż bariera dla reakcji byłaby niewielka i znalezienie odpowiedniego rozpuszczalnika może być trudne.

Zastosowania w syntezie organicznej

Jako silna baza

NaH jest bazą o szerokim zakresie i użyteczności w chemii organicznej. Jako superzasada jest zdolna do deprotonowania szeregu nawet słabych kwasów Brønsteda z wytworzeniem odpowiednich pochodnych sodu. Typowe „łatwe” substraty zawierają wiązania OH, NH, SH, w tym alkohole , fenole , pirazole i tiole .

NaH w szczególności deprotonuje kwasy węglowe (tj. wiązania CH), takie jak 1,3- dikarbonyle, takie jak estry malonowe . Powstałe pochodne sodu można alkilować. NaH szeroko stosowane w celu promowania reakcji kondensacji związków karbonylowych za pośrednictwem kondensacji Dieckmanna , kondensacji STOBBE , kondensacji Darzens i kondensacji Claisena . Inne kwasy węglowe podatne na deprotonację przez NaH obejmują sole sulfoniowe i DMSO . NaH służy do wytwarzania ylidów siarkowych , które z kolei są wykorzystywane do przekształcania ketonów w epoksydy , jak w reakcji Johnsona-Coreya-Czajkowskiego .

Jako środek redukujący

NaH redukuje niektóre związki z grupy głównej, ale analogiczna reaktywność jest bardzo rzadka w chemii organicznej ( patrz poniżej ). W szczególności trifluorek boru reaguje dając diboran i fluorek sodu :

6 NaH + 2 BF 3 → B 2 H 6 + 6 NaF

Wiązania Si–Si i S–S w disilanach i disiarczkach również ulegają redukcji.

Szereg reakcji redukcji, w tym hydrodecyanację trzeciorzędowych nitryli, redukcję imin do amin i amidów do aldehydów, można przeprowadzić za pomocą złożonego odczynnika złożonego z wodorku sodu i jodku metalu alkalicznego (NaH⋅MI, M = Li, Na ).

Magazynowanie wodoru

Chociaż nie ma to znaczenia komercyjnego, zaproponowano wodorek sodu do przechowywania wodoru do zastosowania w pojazdach z ogniwami paliwowymi . W jednym z eksperymentów, plastikowe granulki zawierające NaH są kruszone w obecności wody, aby uwolnić wodór. Jednym z wyzwań związanych z tą technologią jest regeneracja NaH z NaOH.

Względy praktyczne

Wodorek sodu sprzedawany jest jako mieszanina 60% wodorku sodu (w/w) w oleju mineralnym . Taka dyspersja jest bezpieczniejsza w obsłudze i ważeniu niż czysty NaH. Związek jest często stosowany w tej postaci, ale czystą szarą substancję stałą można wytworzyć przez spłukanie produktu handlowego pentanem lub THF, przy czym należy zachować ostrożność, ponieważ rozpuszczalnik odpadowy będzie zawierał ślady NaH i może zapalić się w powietrzu. Reakcje z udziałem NaH wymagają technik bezpowietrznych . Zazwyczaj NaH stosuje się jako zawiesinę w THF , rozpuszczalniku, który jest odporny na działanie silnych zasad, ale może solwatować wiele reaktywnych związków sodu.

Bezpieczeństwo

NaH może zapalić się w powietrzu , zwłaszcza w kontakcie z wodą, uwalniając wodór , który jest również palny. Hydroliza przekształca NaH w wodorotlenek sodu (NaOH), zasadę kaustyczną . W praktyce większość wodorku sodu jest dozowana jako dyspersja w oleju, którą można bezpiecznie manipulować na powietrzu. Chociaż wodorek sodu jest szeroko stosowany w DMSO, DMF czy DMA , w takich mieszaninach było wiele przypadków wybuchowego rozkładu.

Bibliografia

Cytowane źródła