Значение слова гидрид-ион

Гидрид-ион, отрицательно заряженный ион водорода, H — физическая система, состоящая из одного протона и двух электронов . Два электрона создают электронную оболочку гидрид-иона, электронная конфигурация которой 1s. Иначе говоря, ядро гидрид-иона окружает двухэлектронное облако с антипараллельными спинами электронов. Образование гидрид-иона описывается физической моделью ударной ионизации атома водорода электроном. Ионизация обусловлена захватом атомом водорода дополнительного электрона с образованием отрицательно заряженного иона водорода и высвобождением энергии:

H + e^- \rightarrow H^-, \ \Delta H_298^0 = -66,9 kJ/mol

Электрон, обладая отрицательным элементарным электрическим зарядом (q = 1,6 · 10 Кл), создаёт электрическое поле с напряжённостью

$\mathsf{E = \frac{q}{R^2}}$

Напряжённость электрического поля на расстоянии R от заряда около 10 Å составляет десятки миллионов вольт на сантиметр. Это электрическое поле приводит к деформационной поляризации нейтрального атома водорода, попадающего в электрическое поле электрона. Центр электронной оболочки атома водорода смещается относительно ядра на некоторое расстояние L в противоположную сторону к приближающемуся электрону. Приближающийся электрон как бы вытесняет из атома водорода находящийся в нём электрон. Деформация приводит к появлению в атоме водорода наведённого дипольного момента μ.

\mu = \alpha _eE = Lq

Величина смещения центра электронной оболочки атома водорода L обратно пропорциональна квадрату расстояния атома водорода к приближающемуся электрону R:

$\mathsf{L = \frac{\alpha _e}{R^2} }$

Поскольку электронная поляризуемость атома водорода α = 0,66Å, то

$\mathsf{L = \frac{0,6}{R^2} }$ (рис.1)

Сближение атома водорода и электрона возможно до тех пор, пока центры областей плотностей вероятности нахождения обоих электронов не станут равноудалёнными от ядра объединённой системы — отрицательно заряженного иона водорода. Такое состояние системы имеет место при

$\mathsf{r_e = L = R = \sqrt[3]{0,66} = 0,871 A}$

где r — орбитальный радиус двухэлектронной оболочки гидрид-иона H.

Ионные структуры, содержащие в своём составе гидрид-ион H, известны. Соединения этого типа образуются прямым взаимодействием наиболее активных металлов (Na, Ca и др.) с водородом при нагревании. По своему характеру они являются типичными солями. Все гидриды щелочных металлов ( гидрид лития , гидрид натрия , гидрид калия , гидрид цезия ) образуют кристаллическую структуру с кубической сингонией. Их расплавы высоко электропроводны, при электролизе расплавленных гидридов водород выделяется на аноде.

Гидрид-ион H является промежуточным звеном при гидрировании органических соединений по кратным связям, дегидрировании углеводородов, в реакциях Чичибабина , Соммле и др. Гидрид-ион H образуется также при бомбардировке молекул воды электронами.

Гидрид-ион H является донором электронной пары в донорно-акцепторном механизме образования ковалентной химической связи, например

H^+ + H^- \rightarrow H_2

Присоединение гидрид-иона к молекуле BH приводит к образованию сложного иона BH :

BH_3 + H^- \rightarrow [BH_4]^-