oxihidruro

Un oxihidruro es un compuesto aniónico mixto que contiene iones óxido O²⁻ e hidruro H⁻ ^. Estos compuestos pueden resultar inesperados, ya que cabría esperar que el ^hidrógeno y el oxígeno reaccionaran para formar agua. Sin embargo, si los metales que componen los cationes son suficientemente electropositivos y las condiciones son suficientemente reductoras , se pueden obtener materiales sólidos que combinan hidrógeno y oxígeno como iones negativos. ^{[ 1 ]}

El primer oxihidruro descubierto fue el oxihidruro de lantano, hallado en 1982. Se obtuvo calentando óxido de lantano en atmósfera de hidrógeno a 900  °C. ^{[ 2 ]} Sin embargo, el calentamiento de óxidos de metales de transición con hidrógeno suele dar como resultado agua y el metal reducido. ^{[ 2 ]}

La síntesis topoquímica conserva la estructura básica del compuesto original y solo realiza los reordenamientos mínimos de átomos para convertirlo en el producto final. ^{[ 2 ]} Las transiciones topotácticas conservan la simetría cristalina original. ^{[ 2 ]} Las reacciones a temperaturas más bajas no distorsionan la estructura existente. Los oxihidruros en una síntesis topoquímica se pueden producir calentando óxidos con hidruro de sodio NaH o hidruro de calcio CaH ₂ a temperaturas de 200–600  °C. ^{[ 3 ]} También se puede usar TiH ₂ o LiH como agente para introducir hidruro. ^{[ 2 ]} Si se forma hidróxido de calcio o hidróxido de sodio , podría eliminarse mediante lavado. ^{[ 2 ]} Sin embargo, para algunos óxidos de partida, este tipo de reducción de hidruro podría producir un óxido deficiente en oxígeno. ^{[ 2 ]}

Las reacciones bajo hidrógeno caliente a alta presión pueden resultar del calentamiento de hidruros con óxidos. Se requiere un sello adecuado para la tapa del recipiente, y una sustancia que puede servir para ello es el cloruro de sodio . ^{[ 4 ]}

Todos los oxihidruros contienen un metal alcalino , un metal alcalinotérreo o un elemento de tierras raras , que son necesarios para poner carga electrónica en el hidrógeno. ^{[ 4 ]}

Los enlaces de hidrógeno en los oxihidruros pueden ser covalentes , metálicos e iónicos , dependiendo de los metales presentes en el compuesto. ^{[ 4 ]}

Los oxihidruros pierden menos hidrógeno que los hidruros de metales puros. ^{[ 3 ]}

El hidrógeno en los oxihidruros es mucho más intercambiable. Por ejemplo, los oxinitruros se pueden obtener a temperaturas mucho más bajas calentando el oxihidruro en amoníaco o nitrógeno gaseoso (por ejemplo, alrededor de 400  °C en lugar de los 900  °C necesarios para un óxido) ^{[ 3 ].} El ataque ácido puede reemplazar al hidrógeno; por ejemplo, el calentamiento moderado en fluoruro de hidrógeno produce compuestos que contienen iones óxido, fluoruro e hidruro ( oxifluorohidruro ^{[ 5 ]} ) . El hidrógeno es más termolábil y puede perderse por calentamiento, dando lugar a un compuesto metálico de valencia reducida ^{[ 3 ] .}

Cambiar la proporción de hidrógeno y oxígeno puede modificar las propiedades eléctricas o magnéticas. Entonces se puede alterar la banda prohibida . ^{[ 3 ]} El átomo de hidruro puede ser móvil en un compuesto que experimenta transferencia de hidruro acoplada a electrones. ^{[ 4 ]} El ion hidruro es altamente polarizable, por lo que su presencia aumenta la constante dieléctrica y el índice de refracción . ^{[ 4 ]}

Algunos oxihidruros tienen capacidad fotocatalítica . Por ejemplo, el BaTiO₂.₅H₀.₅ puede _{funcionar como} catalizador para la producción de amoníaco a partir de hidrógeno y nitrógeno. ^{[ 3 ]}

El ion hidruro es bastante variable en tamaño, oscilando entre 130 y 153 pm . ^{[ 4 ]}

El ion hidruro no solo tiene una carga de −1, sino que su carga depende de su entorno, por lo que a menudo se escribe como H ^δ− . ^{[ 4 ]} En los oxihidruros, el ion hidruro es mucho más compresible que los demás átomos de los compuestos. ^{[ 4 ]} El hidruro es el único anión sin orbital π , por lo que si se incorpora a un compuesto, actúa como un bloqueador π, reduciendo la dimensionalidad del sólido. ^{[ 4 ]}

Las estructuras de oxihidruro con metales pesados ​​no pueden estudiarse adecuadamente mediante difracción de rayos X , ya que el hidrógeno apenas tiene efecto sobre los rayos X. La difracción de neutrones puede utilizarse para observar el hidrógeno, pero no si el material contiene absorbentes de neutrones pesados ​​como Eu, Sm, Gd o Dy. ^{[ 2 ]}

• Óxido hidratado (óxido-hidróxido)
• Aldehído