Magnézium-hidrid

1951-ben számoltak be elemeiből való előállításáról magnézium közvetlen hidrogénezéséről 20 MPa nyomáson 500 °C hőmérsékleten MgI₂ katalizátorral:^[3]

{\ce {Mg +H2 ->MgH2}}

Gömbmalmokban alacsonyabb hőmérsékleten magnézium nanokristályokból és hidrogénből való előállítását vizsgálták.^[4] Egyéb előállítási módjai:

magnézium-antracén hidrogénezése enyhe körülmények közt:^[5] ${\ce {MgC14H10 + H2 ->MgH2 + C14H10}}$
dietil-magnézium reakciója lítium-alumínium-hidriddel^[6]
MgH₂-komplex, például MgH₂·THF reakciója fenilszilánnal és dibutil-magnéziummal éterben vagy szénhidrogénben THF vagy TMEDA ligandum jelenlétében.^[1]

Szerkezet

A standard hőmérsékleten stabil α-MgH₂ rutilrácsú.^[7] Legalább 4 magas nyomású forma van, ezek a γ-MgH₂ α-PbO₂-ráccsal,^[8] a köbös β-MgH₂ Pa-3 tércsoporttal,^[9] az ortorombos HP1 Pbc2₁ és az ortorombos HP2 Pnma tércsoporttal.^[10] Ezenkívül ismert nem sztöchiometriai MgH_2-δ is, de ez feltehetően csak kis részecskék esetén létezhet^[11] (a nagyobb kristályok gyakorlatilag sztöchiometriaiak, mivel kevés H-hiány szerepelhet bennük).^[12]

A rutilrácsos formában a kötések egyesek szerint részben kovalensek,^[13] szinkrotronos röntgendiffrakciós töltéssűrűség-elemzés szerint a magnézium teljesen ionizált és gömbölyű, a hidrogén nyújtott.^[14] Vibrációs spektrum alapján azonosított magnézium-hidrideket (MgH, MgH₂, Mg₂H, Mg₂H₂, Mg₂H₃ és Mg₂H₄) találtak mátrixizolált mintákban 10 K alatt, melyek magnézium lézeres leválasztásával keletkeznek hidrogén jelenlétében.^[15] A Mg₂H₄-molekula a dimer alumínium-hidridhez (Al₂H₆) hasonló hídszerkezettel rendelkezik.^[15]

Reakciók

Könnyen reagál vízzel, hidrogént adva:

{\ce {MgH2 + 2H2O ->2H2 + Mg(OH)2}}

287 °C-on 0,1 MPa nyomáson H₂-re és Mg-ra bomlik.^[16] A magas hőmérséklet a MgH₂ reverzibilis hidrogéntárolókénti használatát korlátozhatja:^[17]

{\ce {MgH2 ->Mg + H2}}

Jegyzetek

↑ ^a ^b (1992) „Synthesis of magnesium hydride by the reaction of phenylsilane and dibutylmagnesium”. Organometallics 11 (6), 2307–2309. o. DOI:10.1021/om00042a055.
↑ Bogdanovic, Borislav (1985). „Catalytic Synthesis of Organolithium and Organomagnesium Compounds and of Lithium and Magnesium Hydrides - Applications in Organic Synthesis and Hydrogen Storage”. Angewandte Chemie International Edition in English 24 (4), 262–273. o. DOI:10.1002/anie.198502621.
↑ Egon Wiberg (1951). „Synthese von Magnesiumhydrid aus den Elementen”. Zeitschrift für Naturforschung B 6b, 394. o.
↑ Zaluska, A (1999). „Nanocrystalline magnesium for hydrogen storage”. Journal of Alloys and Compounds 288 (1–2), 217–225. o. DOI:10.1016/S0925-8388(99)00073-0.
↑ (1980) „Catalytic Synthesis of Magnesium Hydride under Mild Conditions”. Angewandte Chemie International Edition in English 19 (10), 818. o. DOI:10.1002/anie.198008181.
↑ (1951) „The Preparation of the Hydrides of Zinc, Cadmium, Beryllium, Magnesium and Lithium by the Use of Lithium Aluminum Hydride1”. Journal of the American Chemical Society 73 (10), 4585. o. DOI:10.1021/ja01154a025.
↑ Zachariasen, W. H (1963). „Neutron diffraction study of magnesium deuteride”. Acta Crystallographica 16 (5), 352. o. DOI:10.1107/S0365110X63000967.
↑ (1999) „Structure of the high pressure phase γ-MgH2 by neutron powder diffraction”. Journal of Alloys and Compounds 287 (1–2), L4–L6. o. DOI:10.1016/S0925-8388(99)00028-6.
↑ Vajeeston, P (2006). „Structural stability and pressure-induced phase transitions inMgH2”. Physical Review B 73 (22), 224102. o. DOI:10.1103/PhysRevB.73.224102.
↑ Moriwaki, Toru (2006). „Structural Phase Transition of Rutile-Type MgH2 at High Pressures”. Journal of the Physical Society of Japan 75 (7), 074603. o. DOI:10.1143/JPSJ.75.074603.
↑ (2005) „Hydrogen Cycling of Niobium and Vanadium Catalyzed Nanostructured Magnesium”. Journal of the American Chemical Society 127 (41), 14348–54. o. DOI:10.1021/ja051508a. PMID 16218629.
↑ Grau-Crespo, R. (2009). „Thermodynamics of hydrogen vacancies in MgH₂ from first-principles calculations and grand-canonical statistical mechanics”. Physical Review B 80 (17), 174117. o. DOI:10.1103/PhysRevB.80.174117.
↑ Sablon:Cotton&Wilkinson6th
↑ Noritake, T (2003). „Charge density measurement in MgH2 by synchrotron X-ray diffraction”. Journal of Alloys and Compounds 356-357, 84–86. o. DOI:10.1016/S0925-8388(03)00104-X.
↑ ^a ^b (2004) „Infrared Spectra of Magnesium Hydride Molecules, Complexes, and Solid Magnesium Dihydride”. The Journal of Physical Chemistry A 108 (52), 11511. o. DOI:10.1021/jp046410h.
↑ McAuliffe, T. R.. Hydrogen and Energy, illusztrált, Springer, 65. o. (1980). ISBN 978-1-349-02635-7
↑ Schlapbach, Louis (2001). „Hydrogen-storage materials for mobile applications”. Nature 414 (6861), 353–8. o. DOI:10.1038/35104634. PMID 11713542.

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben a Magnesium hydride című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Kémiaportál • összefoglaló, színes tartalomajánló lap

[Michalczyk-1] (1992) „Synthesis of magnesium hydride by the reaction of phenylsilane and dibutylmagnesium”. Organometallics 11 (6), 2307–2309. o. DOI:10.1021/om00042a055.

[2] Bogdanovic, Borislav (1985). „Catalytic Synthesis of Organolithium and Organomagnesium Compounds and of Lithium and Magnesium Hydrides - Applications in Organic Synthesis and Hydrogen Storage”. Angewandte Chemie International Edition in English 24 (4), 262–273. o. DOI:10.1002/anie.198502621.

[3] Egon Wiberg (1951). „Synthese von Magnesiumhydrid aus den Elementen”. Zeitschrift für Naturforschung B 6b, 394. o.

[4] Zaluska, A (1999). „Nanocrystalline magnesium for hydrogen storage”. Journal of Alloys and Compounds 288 (1–2), 217–225. o. DOI:10.1016/S0925-8388(99)00073-0.

[5] (1980) „Catalytic Synthesis of Magnesium Hydride under Mild Conditions”. Angewandte Chemie International Edition in English 19 (10), 818. o. DOI:10.1002/anie.198008181.

[6] (1951) „The Preparation of the Hydrides of Zinc, Cadmium, Beryllium, Magnesium and Lithium by the Use of Lithium Aluminum Hydride1”. Journal of the American Chemical Society 73 (10), 4585. o. DOI:10.1021/ja01154a025.

[7] Zachariasen, W. H (1963). „Neutron diffraction study of magnesium deuteride”. Acta Crystallographica 16 (5), 352. o. DOI:10.1107/S0365110X63000967.

[8] (1999) „Structure of the high pressure phase γ-MgH2 by neutron powder diffraction”. Journal of Alloys and Compounds 287 (1–2), L4–L6. o. DOI:10.1016/S0925-8388(99)00028-6.

[9] Vajeeston, P (2006). „Structural stability and pressure-induced phase transitions inMgH2”. Physical Review B 73 (22), 224102. o. DOI:10.1103/PhysRevB.73.224102.

[10] Moriwaki, Toru (2006). „Structural Phase Transition of Rutile-Type MgH2 at High Pressures”. Journal of the Physical Society of Japan 75 (7), 074603. o. DOI:10.1143/JPSJ.75.074603.

[11] (2005) „Hydrogen Cycling of Niobium and Vanadium Catalyzed Nanostructured Magnesium”. Journal of the American Chemical Society 127 (41), 14348–54. o. DOI:10.1021/ja051508a. PMID 16218629.

[12] Grau-Crespo, R. (2009). „Thermodynamics of hydrogen vacancies in MgH₂ from first-principles calculations and grand-canonical statistical mechanics”. Physical Review B 80 (17), 174117. o. DOI:10.1103/PhysRevB.80.174117.

[13] Sablon:Cotton&Wilkinson6th

[14] Noritake, T (2003). „Charge density measurement in MgH2 by synchrotron X-ray diffraction”. Journal of Alloys and Compounds 356-357, 84–86. o. DOI:10.1016/S0925-8388(03)00104-X.

[andrews-15] (2004) „Infrared Spectra of Magnesium Hydride Molecules, Complexes, and Solid Magnesium Dihydride”. The Journal of Physical Chemistry A 108 (52), 11511. o. DOI:10.1021/jp046410h.

[16] McAuliffe, T. R.. Hydrogen and Energy, illusztrált, Springer, 65. o. (1980). ISBN 978-1-349-02635-7

[Schlapbach-17] Schlapbach, Louis (2001). „Hydrogen-storage materials for mobile applications”. Nature 414 (6861), 353–8. o. DOI:10.1038/35104634. PMID 11713542.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]