Гидрид натрия - Sodium hydride

Гидрид натрия
Гидрид натрия
Натрий-гидрид-3D-vdW.png
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.028.716 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
UNII
  • InChI = 1S / Na.H ☒N
    Ключ: MPMYQQHEHYDOCL-UHFFFAOYSA-N ☒N
  • InChI = 1 / Na.H / q + 1; -1
    Ключ: BZKBCQXYZZXSCO-UHFFFAOYAY
  • InChI = 1S / Na.H / q + 1; -1
    Ключ: BZKBCQXYZZXSCO-UHFFFAOYSA-N
  • [H -]. [Na +]
Характеристики
Неа
Молярная масса 23,998 г / моль
Появление белое или серое твердое вещество
Плотность 1,39 г / см 3
Температура плавления 638 ° С (1180 ° F, 911 К) (разлагается)
Реагирует с водой
Растворимость не растворим в аммиаке , бензоле , CCl 4 , CS 2
1,470
Состав
ГЦК ( NaCl ), cF8
Фм 3 м, №225
а  = 498 вечера
4
Октаэдрический (Na + )
Октаэдрический (H - )
Термохимия
36,4 Дж / моль К
40,0 Дж · моль −1 · K −1
−56,3 кДж · моль −1
-33,5 кДж / моль
Опасности
Основные опасности сильнокоррозийный, пирофорный на воздухе, бурно реагирует с водой
Паспорт безопасности Внешний паспорт безопасности материала
Пиктограммы GHS Вода-реагирует. 1
Сигнальное слово GHS Опасность
H260
NFPA 704 (огненный алмаз)
3
3
2
точка возгорания горючий
Родственные соединения
Другие анионы
Боргидрид
натрия Гидроксид натрия
Другие катионы
Гидрид лития Гидрид
калия Гидрид
рубидия Гидрид
цезия
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?) проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Гидрид натрия является химическим соединением с эмпирической формулой Na H . Этот гидрид щелочного металла в основном используется в качестве сильного, но горючего основания в органическом синтезе . NaH представляет собой солевой (солеподобный) гидрид , состоящий из ионов Na + и H - , в отличие от молекулярных гидридов, таких как боран , метан , аммиак и вода . Это ионный материал, нерастворимый в органических растворителях (хотя и растворимый в расплавленном Na), что согласуется с тем фактом, что ионы H - не существуют в растворе. Из-за нерастворимости NaH все реакции с участием NaH происходят на поверхности твердого тела.

Основные свойства и структура

NaH образуется в результате прямой реакции водорода и жидкого натрия. Чистый NaH бесцветен, хотя образцы обычно кажутся серыми. NaH составляет ок. На 40% плотнее Na (0,968 г / см 3 ).

NaH, как и LiH , KH , RbH и CsH , принимает кристаллическую структуру NaCl . В этом мотиве каждый ион Na + окружен шестью H - центрами в октаэдрической геометрии. Ионные радиусы Н - (146 часов в NaH) и Р - (133 мкм) сравнимы, если судить по расстояниям NaH и Na-F.

«Обратный гидрид натрия»

Очень необычная ситуация возникает в соединении, получившем название «обратный гидрид натрия», которое содержит ионы H + и Na - . Na - представляет собой алкалид , и это соединение отличается от обычного гидрида натрия тем, что имеет гораздо более высокое содержание энергии из-за чистого смещения двух электронов от водорода к натрию. Производное этого «обратного гидрида натрия» возникает в присутствии основного адаманзана . Эта молекула необратимо инкапсулирует H + и защищает его от взаимодействия с алкалидом Na - . Теоретическая работа предполагает, что даже незащищенный протонированный третичный амин в комплексе с алкалидом натрия может быть метастабильным при определенных условиях растворителя, хотя барьер для реакции будет небольшим и найти подходящий растворитель может быть затруднительно.

Приложения в органическом синтезе

Как прочная база

NaH - это основа широкого применения в органической химии. В качестве суперосновы он способен депротонировать ряд даже слабых кислот Бренстеда с образованием соответствующих производных натрия. Типичные «легкие» субстраты содержат связи ОН, NH, SH, включая спирты , фенолы , пиразолы и тиолы .

NaH, в частности, депротонирует углеродные кислоты (т.е. связи CH), такие как 1,3- дикарбонилы, такие как эфиры малоновой кислоты . Полученные производные натрия можно алкилировать. NaH широко используется для содействия реакции конденсации карбонильных соединений с помощью конденсации Дикман , Штобб конденсации , Darzens конденсации и Кляйзена конденсации . Другие углеродные кислоты, подверженные депротонированию под действием NaH, включают соли сульфония и ДМСО . NaH используется для получения илидов серы , которые, в свою очередь, используются для превращения кетонов в эпоксиды , как в реакции Джонсона – Кори – Чайковского .

В качестве восстановителя

NaH восстанавливает некоторые соединения основной группы, но аналогичная реакционная способность очень редко встречается в органической химии ( см. Ниже ). В частности, трифторид бора реагирует с образованием диборана и фторида натрия :

6 NaH + 2 BF 3 → B 2 H 6 + 6 NaF

Связи Si – Si и S – S в дисиланах и дисульфидах также восстанавливаются.

Ряд реакций восстановления, включая гидродецианирование третичных нитрилов, восстановление иминов до аминов и амидов до альдегидов, может быть осуществлен с помощью составного реагента, состоящего из гидрида натрия и иодида щелочного металла (NaH⋅MI, M = Li, Na ).

Хранение водорода

Хотя коммерчески незначительный гидрид натрия был предложен для хранения водорода в транспортных средствах на топливных элементах . В одной экспериментальной реализации пластиковые гранулы, содержащие NaH, измельчаются в присутствии воды для высвобождения водорода. Одной из проблем, связанных с этой технологией, является регенерация NaH из NaOH.

Практические соображения

Гидрид натрия продается в виде смеси 60% гидрида натрия (мас. / Мас.) В минеральном масле . С такой дисперсией безопаснее обращаться и взвешивать, чем с чистым NaH. Соединение часто используется в этой форме, но чистое серое твердое вещество может быть получено путем промывки коммерческого продукта пентаном или ТГФ, при этом следует соблюдать осторожность, поскольку отработанный растворитель будет содержать следы NaH и может воспламениться на воздухе. Реакции с участием NaH требуют безвоздушных методов . Обычно NaH используется в виде суспензии в ТГФ , растворителе, который сопротивляется атаке сильных оснований, но может сольватировать многие реакционноспособные соединения натрия.

Безопасность

NaH может воспламеняться на воздухе , особенно при контакте с водой, с выделением водорода , который также легко воспламеняется. Гидролиз превращает NaH в гидроксид натрия (NaOH), едкое основание . На практике большая часть гидрида натрия выпускается в виде дисперсии в масле, с которой можно безопасно работать на воздухе. Хотя гидрид натрия широко используется в ДМСО, ДМФ или ДМА , в таких смесях было много случаев взрывного разложения.

использованная литература

Цитированные источники