Гидрид лантана(I)

Гидрид лантана (I) — гипотетическое, крайне неустойчивое соединение. В системе лантан-водород при нормальном давлении (1 атм) оно не существует как отдельная термодинамически стабильная фаза. Химическая формула - LaH.

Прямой синтез из элементов невозможен, так как лантан сразу переходит к более высоким степеням окисления. Теоретически можно предположить:

• Восстановление высших гидридов:

${\displaystyle {\ce {LaH2 + La -> 2LaH}}}$

• Метатезис:

${\displaystyle {\ce {LaI + LiH -> LaH + LiI}}}$

В реальности же любая попытка получить ${\displaystyle {\ce {LaH}}}$ при нагревании приведет к его немедленному диспропорционированию:

${\displaystyle {\ce {2 LaH -> LaH2 + La}}}$

${\displaystyle {\ce {3LaH -> LaH3 + 2 La}}}$

На внешний вид, выглядел бы как пирофорный темный порошок или тонкая пленка.

Кристаллическая структура была бы типа ${\displaystyle {\ce {NaCl}}}$ (как у многих моно-гидридов d-металлов), где ионы ${\displaystyle {\ce {La+}}}$ и ${\displaystyle {\ce {H-}}}$образуют две взаимопроникающие ГЦК решетки.

Ожидался бы металлический характер проводимости, но менее выраженный, чем у ${\displaystyle {\ce {LaH2}}}$, так как на атом лантана приходится всего 1 электрон проводимости (в ${\displaystyle {\ce {LaH2}}}$ — 1, в ${\displaystyle {\ce {La}}}$ — 3).

На основе ионных радиусов (${\displaystyle {\ce {La+}}}$ ~ 1.36 Å, ${\displaystyle {\ce {H-}}}$ ~ 1.54 Å) ожидаемый параметр решетки ${\displaystyle {\ce {NaCl}}}$-типа был бы ~ 5.80 Å.

Для структуры ${\displaystyle {\ce {NaCl}}}$ (4 формулы ${\displaystyle {\ce {LaH}}}$ в ячейке) ожидалась бы плотность с a=5.80 Å → ρ ≈ 5.8 г/см³.

Твердость ожидалась бы ниже, чем у ${\displaystyle {\ce {LaH2}}}$, из-за меньшей степени ковалентности и большей "металличности".

${\displaystyle {\ce {LaH}}}$ был бы сверх активным и сильнейшим восстановителем.

• Мгновенно окисляется на воздухе / кислороде.
• Бурная реакция к воде с выделением водорода:

${\displaystyle {\ce {LaH + H2O -> La(OH)3 + H2}}}$

• Отношение к водороду: Самопроизвольное и экзотермическое присоединение с образованием LaH₂ и далее LaH₃:

${\displaystyle {\ce {LaH + 1/2H2 -> LaH2}}}$

• Термическая стабильность чрезвычайно низкая. Диссоциирует или диспропорционирует при нагреве уже при умеренных температурах (вероятно, выше 100-200°C).

Существуют другие гидриды лантана:

• Гидрид лантана(II) — LaH₂
• Гидрид лантана(III) — LaH₃
• Декагидрид лантана^[англ.] — LaH₁₀