Гидрид лантана(II)
| Гидрид лантана(II) | |
|---|---|
| Общие | |
| Систематическое наименование |
Гидрид лантана(II) |
| Хим. формула | LaH2 |
| Внешний вид | Тёмно-серые/чёрные кристаллы с металлическим блеском |
| Физические свойства | |
| Молярная масса | ~142.9 г/моль |
| Плотность | 5.16 г/см³ |
| Твёрдость | ~3.5–4.5 |
| Удельное электрическое сопротивление | ~50–100 Ом·м |
| Термические свойства | |
| Температура | |
| • разложения | ~600 °C |
| Энтальпия | |
| • образования | -104 кДж/моль |
| Структура | |
| Кристаллическая структура | Кубическая, типа флюорита (CaF₂) |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
Гидрид лантана(II) — нестехиометрическое соединение (бертоллид) металла лантана и водорода со значительными металлическими свойствами, более точно описываемое формулой LaH2. Имеет кубическую сингонию, реагирует со многими классами веществ (газами, кислотами и т.д.).
Получение
- Действие водорода при нагревании на металлический лантан:
![{\displaystyle {2\,\mathrm {La} {}+{}3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\xrightarrow {\text{250-300 C}} } {}2\,\mathrm {LaH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {LaH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/8ab5c081a94c0328d98b437c37e994bce0093a10.svg)
Физические свойства
Гидрид лантана(II) образует твердое вещество темно-серого или черного цвета с металлическим блеском. Часто это вещество пирофорно.
Кристаллизуется в кубической решетке типа флюорита (). В этой структуре атомы лантана образуют гранецентрированную кубическую решетку, а атомы водорода занимают все тетраэдрические пустоты. Однако часть водородных позиций остается вакантной, что обеспечивает высокую подвижность ионов H⁻.
![{\displaystyle {\mathrm {CaF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/3e5dbb999f159e55e34ed970b40a0c639cbcaa5b.svg)
В отличие от изолятора , обладает высокой электронной проводимостью. Это связано с тем, что два электрона от лантана переходят к двум атомам водорода (образуя ), а третий электрон остается в зоне проводимости кристалла.
![{\displaystyle {\mathrm {LaH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/b22da62543e230de61180aa087b7fa34cb1b8bfb.svg)
![{\displaystyle {\mathrm {LaH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/7c15cdd50e65f9a391784dd80a0a34e8aa8350e7.svg)
Гидрид лантана(II) — парамагнетик, стабилен до высоких температур (выше 600°C) в атмосфере водорода.
Химические свойства
- Окисляется на воздухе:
![{\displaystyle {\mathrm {LaH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {La} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/188b18584cbc1743cce89df395e41d3e89915bcb.svg)
- Бурно разлагается водой и разбавленными кислотами с выделением водорода:
![{\displaystyle {\mathrm {LaH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {La} (\mathrm {OH} ){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\uparrow {}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/7a0b5fe427bf4e8de5b394770f77d3d9b9918c9a.svg)
![{\displaystyle {\mathrm {LaH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}3\,\mathrm {HCl} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {LaCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\uparrow {}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/0be486d9776089a89a3b3cb1925db1dda516d563.svg)
- Отношение к водороду
![{\displaystyle {\mathrm {LaH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}{\mathchoice {\textstyle {\frac {1}{2}}}{\frac {1}{2}}{\frac {1}{2}}{\frac {1}{2}}}\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightleftharpoons } {}\mathrm {LaH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/1fcdcc13161d8baefde3a56915c98376585ab748.svg)
См. также
Существуют другие гидриды лантана:
- Гидрид лантана(I) — LaH
- Гидрид лантана(III) — LaH3
- Декагидрид лантана[англ.] — LaH10
Ссылки
https://webbook.nist.gov/cgi/formula?ID=B1001384&Mask=800#:~:text=Formula%3A%20H2La,140%2E92135
https://www.americanelements.com/lanthanum-hydride-13864-01-2#:~:text=Density,cm3