▷ Hidruros (Binarios, Iónicos, Covalentes, Intersticiales)

Hidruros binarios

Los hidruros binarios son compuestos que contienen hidrógeno y otro elemento, ya sea metálico o no metálico. De acuerdo con su estructura y propiedades, estos hidruros se dividen en tres tipos:

1) iónicos
2) covalentes
3) intersticiales.

Hidruros iónicos

Los hidruros iónicos se forman cuando el hidrógeno molecular se combina directamente con cualquier metal alcalino o alguno de los metales alcalinotérreos, Ca, Sr o Ba:

2Li(s) + H₂(g) → 2LİH(s)
Ca(s) + H₂(g) – CaH₂(s)

Todos los hidruros iónicos son sólidos que tienen los altos puntos de fusión característicos de los compuestos iónicos. En estos compuestos el anión es el ion hidruro H, que es una base de Brønsted muy fuerte. Acepta con facilidad un protón de un donador de protones como el agua:

H (ac) + H₂0(I)  --> OH (ac) + H₂(g)

Debido a su alta reactividad con el agua, los hidruros iónicos se utilizan con frecuencia para eliminar residuos de agua de los disolventes orgánicos.

Hidruros covalentes

En los hidruros covalentes, el átomo de hidrógeno está unido de manera covalente a otro elemento. Hay dos tipos de hidruros covalentes, los que contienen unidades moleculares discretas, como CH₄ y NH₃, y los que tienen estructuras poliméricas complejas, como (BeH₂)x y (AlH₃)x, donde x es un número muy grande.

En la figura se muestran los hidruros binarios iónicos y covalentes de los elementos representativos. Las propiedades físicas y químicas de estos compuestos cambian de iónicas a covalentes a lo largo de un periodo. Considere, por ejemplo, los hidruros de los elementos del segundo periodo: LiH, BeH, B2H6, CH4, NH, H,O y HF. El LiH es un compuesto iónico con un alto punto de fusión (680°C). La estructura del BeH, (en estado sólido) es polimérica; es un compuesto covalente. Las moléculas de B,H, y CH, son no polares. En contraste, las moléculas de NH3, H2O y HF son moléculas polares en las que el átomo de hidrógeno constituye el extremo positivo del enlace polar. De este grupo de hidruros (NH4, H2O y HF), sólo el HF es ácido en agua. 

A medida que se desciende en cualquier grupo de la figura mostrado abajo, los compuestos cambian de covalentes a iónicos. Por ejemplo, en el grupo 2A, el BeH2 y MgH2 son covalentes, pero CaH2, SrH2 y BaH2 son iónicos.

Hidruros intersticiales

El hidrógeno molecular forma un gran número de hidruros con los metales de transición. En algunos de estos compuestos, la relación de átomos de hidrógeno y de átomos metálicos no es constante. Este tipo de compuestos se denominan hidruros intersticiales. Por ejemplo, la fórmula del hidruro de titanio puede variar de TiH1.8 a TiH2 (y no, no falle, ahí dice subíndice 1.8, así es), según las condiciones.

Hidruros tónicos y covalentes de los elementos representativos

Muchos de los hidruros intersticiales tienen propiedades metálicas como la conductividad eléctrica. Sin embargo, se sabe que el hidrógeno está unido al metal en estos compuestos, a pesar de que a menudo no es clara la naturaleza exacta del enlace. El hidrógeno molecular interactúa con el paladio (Pd) de una manera única. El hidrógeno gaseoso se adsorbe rápidamente en la superficie del paladio metálico, en donde se disocia en hidrógeno atómico. Entonces los átomos de H "se disuelven" en el metal. Por calentamiento y bajo presión de H, gaseoso en uno de los extremos del metal, estos átomos se difunden a través de él y se combinan de nuevo para formar hidrógeno molecular, el cual emerge como gas por el otro extremo. Debido a que ningún otro gas se comporta de esta manera con el paladio, se utiliza este proceso, en pequeña escala, para separar el hidrógeno gaseoso de otros gases.