Aluminiy gidrid
Алюминий гидрид (шунингдек, алан ёки алумен деб ҳам аталади) – АлҲ3 формуласига эга ноорганик бирикмадир. У оқ қаттиқ модда сифатида намоён бо'лади ва заррачалар ҳажми ва нопоклик даражасининг пасайиши билан кулранг рангга эга бо'лиши мумкин. Синтез шароитларига қараб, аланнинг юзаси юпқа алюминий оксиди ва/ёки гидроксид қатлами билан пассивлаштирилиши мумкин. Алан ва унинг ҳосилалари органик синтезда редуктор сифатида ишлатилади.
Алан полимердир. Демак, унинг формуласи ба'зан (АлҲ 3) н формуласи билан ифодаланади. Алан ко'п полиморфларни ҳосил қилади, улар -алане, '-алане, -алане, -алане, -алане, -алане ва -алане деб номланади. -алан куб ёки ромбедрал морфологияга эга, '-алан эса игнасимон кристаллар ҳосил қилади ва г-алан бирлаштирилган игналар то'пламини ҳосил қилади. Алан тетраҳидрофуран (ТҲФ) ва эфирда эрийди. Эфирдан қаттиқ аланнинг чо'киш тезлиги тайёрлаш усулига қараб о'згаради.
-аланнинг кристалл тузилиши аниқланган ва 6 та водород атоми билан о'ралган алюминий атомларидан иборат бо'либ, улар 6 та бошқа алюминий атомлари билан бог'ланади. Ал-Ҳ масофалари ҳаммаси эквивалент (172пм) ва Ал-Ҳ-Ал бурчаги 141°[1].
| </имг> | </имг> | </имг> |
| -АлҲ 3 бирлик ҳужайра | Ал мувофиқлаштириш | Ҳ мувофиқлаштириш |
-Алан термал жиҳатдан энг барқарор полиморф ҳисобланади. -алан ва -алан биргаликда ҳосил бо'лади ва қиздирилганда а-аланга айланади. , ва -алан бошқа кристалланиш шароитида ҳам ҳосил бо'лади. Улар камроқ термал барқарор бо'лса-да, , ва полиморфлари қиздирилганда а-аланга айланмайди.
Аланнинг молекуляр шакллари
Мономерик АлҲ 3 паст ҳароратда қаттиқ асил газ матрицасида ажратилган ва текислиги ко'рсатилган[2]. Ал 2 Ҳ 6 димери қаттиқ водородда ажратилган. У диборан (Б 2 Ҳ 6) ва дигаллан (Га 2 Ҳ 6) билан изоструктивдир[3][4].
Олиниши
Алюминий гидридлари ва уларнинг турли комплекслари узоқ вақтдан бери ма'лум[5]. Унинг биринчи синтези 1947-йилда нашр этилган ва синтез учун патент 1999-йилда берилган[6] Алюминий гидрид литюм алюминий гидридни алюминий триклорид билан даволаш орқали тайёрланади[7]. Жараён жуда мураккаб: литий хлоридни олиб ташлашга э'тибор бериш керак.
- 3 ЛиАлҲ 4 + АлCл 3 → 4 АлҲ 3 + 3 ЛиCл
Аланнинг эфир эритмаси дарҳол фойдаланишни талаб қилади, чунки полимер материал қаттиқ ҳолда тез чо'кади. Алюминий гидрид эритмалари 3 кундан кейин парчаланиши ма'лум. Алюминий гидрид ЛиАлҲ 4 дан ко'ра ко'проқ реактивдир.
Алюминий гидридни тайёрлашнинг яна бир қанча усуллари мавжуд:
- 2 ЛиАлҲ 4 + БеCл 2 → 2 АлҲ 3 + Ли 2 БеҲ 2 Cл 2
- 2 ЛиАлҲ 4 + Ҳ 2 СО 4 → 2 АлҲ 3 + Ли 2 СО 4 + 2 Ҳ 2
- 2 ЛиАлҲ 4 + ЗнCл 2 → 2 АлҲ 3 + 2 ЛиCл + ЗнҲ 2
- 2 ЛиАлҲ 4 + И 2 → 2 АлҲ 3 + 2 ЛиИ + Ҳ 2
Электрокимёвий синтез
Бир қанча гуруҳлар аланнинг электрокимёвий ё'л билан ишлаб чиқарилиши мумкинлигини ко'рсатди[8][9][10][11][12]. Турли электрокимёвий алан ишлаб чиқариш усуллари патентланган. Электрокимёвий ҳосил қилувчи алан хлорид аралашмаларидан қочади. Эритувчи сифатида ТҲФ, электролит сифатида натрий алюминий гидрид, алюминий анод ва катод сифатида симоб (Ҳг) га ботган темир (Фе) симни о'з ичига олган Класен электрокимёвий хужайрасида алан ҳосил бо'лишининг иккита мумкин бо'лган механизми муҳокама қилинади. Натрий Ҳг катоди билан амалгам ҳосил қилади, бу эса ён реаксияларни олдини олади ва биринчи реаксияда ҳосил бо'лган водород ушланиб, натрий гидридни ишлаб чиқариш учун натрий симоб амалгам билан реаксияга киришиши мумкин. Cласен тизими бошланг'ич материални ё'қотмайди. Эримайдиган анодлар учун 1-реаксия содир бо'лади, эрийдиган анодлар учун эса 2-реаксияга мувофиқ анодик эриш кутилади:
- АлҲ 4 - - э - → АлҲ 3 · нТҲФ + Ҳ 2
- 3АлҲ 4 - + Ал - 3э - → 4АлҲ 3 · нТҲФ
2-реаксияда алюминий анод исте'мол қилинади, ма'лум бир электрокимёвий ҳужайра учун алюминий гидрид ишлаб чиқаришни чеклайди.
Электрокимёвий ҳосил бо'лган аландан алюминий гидриднинг кристалланиши ва тикланиши ко'рсатилди[11][12].
Алюминий металлни юқори босимли гидрогенлаш
-АлҲ 3 алюминий металлни 10ГПа ва 600 °C (1,112 °Ф) да гидрогенлаш орқали ишлаб чиқарилиши мумкин.. Суюлтирилган водород о'ртасидаги реаксия атроф-муҳит шароитида тикланиши мумкин бо'лган -АлҲ 3 ни ҳосил қилади[13].
Реаксиялар
Люис асослари билан қо'шимчаларнинг ҳосил бо'лиши
АлҲ 3 кучли Люис асосларига эга бо'лган қо'шимчаларни осонгина ҳосил қилади. Масалан, триметиламин билан 1:1 ва 1:2 комплекслари ҳосил бо'лади. 1:1 комплекси газ фазасида тетраэдралдир, , лекин қаттиқ фазада у водород марказлари ко'прик билан димерик бо'лади, (НМе 3 Ал(м-Ҳ)) 2[14]. 1: 2 комплекси тригонал бипирамидал тузилишни қабул қилади[15]. Ба'зи қо'шимчалар (масалан, диметилетиламин алан, НМе 2 Эт · АлҲ 3) алюминий металл ҳосил қилиш учун термал парчаланади ва МОCВД иловаларида фойдаланиш мумкин[16].
Унинг диэтил эфир билан комплекси қуйидаги стехиометрия бо'йича ҳосил бо'лади:
- АлҲ 3 + (C 2 Ҳ 5) 2 О → Ҳ 3 Ал · О(C 2 Ҳ 5) 2
Этердаги литий гидрид билан реаксия натижасида литюм алюминий гидрид ҳосил бо'лади :
- АлҲ 3 + ЛиҲ → ЛиАлҲ 4 .
Функционал гуруҳларнинг қисқариши
Органик кимёда алюминий гидрид асосан функционал гуруҳларни камайтириш учун ишлатилади[17]. Ко'п жиҳатдан алюминий гидриднинг реактивлиги литюм алюминий гидридига о'хшайди. Алюминий гидрид алдегидлар, кетонлар, карбоксилик кислоталар, ангидридлар, кислота хлоридлари, эстерлар ва лактонларни тегишли спиртларга камайтиради. Амидлар, нитриллар ва оксимлар мос келадиган аминлар ҳолига келтирилади.
Функционал гуруҳ селективлиги жиҳатидан алан бошқа гидрид реагентлардан фарқ қилади. Масалан, сиклогексаноннинг қуйидаги қайтарилишида литюм алюминий гидрид транс: cис нисбати 1,9 ни беради. : 1, алюминий гидрид эса транс: cис нисбати 7,3 ни беради : 1[18].

Алан ма'лум кетонларнинг гидроксиметилациясини та'минлайди (я'ни CҲ ни алфа ҳолатида C-CҲ2ОҲ билан алмаштириш)[19]. Кетоннинг о'зи камаймайди, чунки у энолат сифатида "ҳимояланган".

Органогалидлар алюминий гидрид билан секин ёки умуман қайтарилмайди. Шунинг учун, карбоксилик кислоталар каби реактив функционал гуруҳлар галогенидлар иштирокида камайиши мумкин[20].

Нитрогуруҳлар алюминий гидрид билан камаймайди. Худди шундай, алюминий гидрид нитрогуруҳлар иштирокида эстерни камайтиришни амалга ошириши мумкин[21].

Алюминий гидрид асеталларни ярим ҳимояланган диолларга камайтиришда ишлатилиши мумкин[22].

Алюминий гидрид қуйида ко'рсатилганидек, эпоксид ҳалқасини очиш реаксиясида ҳам ишлатилиши мумкин[23].

Алюминий гидрид ёрдамида амалга оширилган алилик қайта тартибга солиш реаксияси С <суб ид="мwАРЕ">Н</суб> 2 реаксияси бо'либ, у стерик жиҳатдан талаб қилмайди[24].

Алюминий гидрид ҳатто иситиш остида карбонат ангидридни метанга камайтиради:
- 4 АлҲ 3 + 3 CО 2 → 3 CҲ 4 + 2 Ал 2 О 3
Гидроалуминация
Алюминий гидрид пропаргил спиртига қо'шилиши ко'рсатилган[25]. Титан тетраклорид билан биргаликда ишлатиладиган алюминий гидрид эр- хотин алоқалар бо'йлаб қо'шилиши мумкин[26]. Гидроборация ҳам худди шундай реаксия.

Ёқилг'и
Пассивлаштирилган шаклда алан водородни сақлаш учун фаол номзод бо'либ, ёқилг'и хужайраси иловалари, шу жумладан ёнилг'и хужайраси ва электр транспорт воситалари ва бошқа энгил қувватли иловалар орқали самарали энергия ишлаб чиқариш учун ишлатилиши мумкин. АлҲ 3 10% гача водородни о'з ичига олади, бу 148 г Ҳ 2 / Л га то'г'ри келади ёки суюқлик Ҳ 2 нинг водород зичлигидан икки баравар ко'п. О'зининг пассив бо'лмаган шаклида, алане ҳам истиқболли ракета ёқилг'иси қо'шимчаси бо'либ, импулс самарадорлигини 10% гача оширишга қодир[27].
Эҳтиёт чоралари
Алан о'з-о'зидан алангаланмайди. У литюм алюминий гидрид каби бошқа мураккаб металл гидридни камайтирувчи воситаларга о'хшаш тарзда қо'лланилиши керак. Алан ҳавода ва сувда парчаланади, аммо пассивация парчаланиш тезлигини сезиларли даражада камайтиради. Пассивлаштирилган аланга одатда 4.3 (сув билан алоқа қилганда ёнувчи газлар чиқарадиган кимёвий моддалар) хавфлилик таснифи берилади[28].
Алан билан трифлорометил бирикмаларининг камайиши кучли портлашга олиб келиши мумкин[29].
Манбалар
- ↑ Турлей, Ж. W.; Ринн, Ҳ. W. (1969). „Тҳе Cрйстал Струcтуре оф Алуминум Ҳйдриде“. Инорганиc Чемистрй. 8-жилд, № 1. 18–22-бет. дои:10.1021/иc50071а005.
- ↑ Куртҳ, Ф. А.; Эберлеин, Р. А.; Счнöcкел, Ҳ.-Г.; Доwнс, А. Ж.; Пулҳам, C. Р. (1993). „Молеcулар Алуминиум Триҳйдриде, АлҲ3: Генератион ин а Солид Нобле Гас Матрих анд Чараcтерисатион бй иц Инфраред Спеcтрум анд аб инитио Cалcулатионс“. Жоурнал оф тҳе Чемиcал Соcиэтй, Чемиcал Cоммуниcатионс. 1993-жилд, № 16. 1302–1304-бет. дои:10.1039/C39930001302.
- ↑ Андреwс, Л.; Wанг, Х. (2003). „Тҳе Инфраред Спеcтрум оф Ал2Ҳ6 ин Солид Ҳйдроген“. Сcиэнcе. 299-жилд, № 5615. 2049–2052-бет. Бибcоде:2003Сcи...299.2049А. дои:10.1126/сcиэнcе.1082456. ПМИД 12663923.
- ↑ Пулҳам, C. Р.; Доwнс, А. Ж.; Гооде, М. Ж.; Ранкин Д. W. Ҳ.; Роберцон, Ҳ. Э. (1991). „Галлане: Сйнтҳесис, Пҳйсиcал анд Чемиcал Пропертиэс, анд Струcтуре оф тҳе Гасеоус Молеcуле Га2Ҳ6 ас Детерминед бй Элеcтрон Диффраcтион“. Жоурнал оф тҳе Америcан Чемиcал Соcиэтй. 113-жилд, № 14. 5149–5162-бет. дои:10.1021/жа00014а003.
- ↑ Броwер, Ф. М.; Матзек, Н. Э.; Реиглер, П. Ф.; Ринн, Ҳ. W.; Счмидт, Д. Л.; Сновер, Ж. А.; Терада, К. (1976). „Препаратион анд Пропертиэс оф Алуминум Ҳйдриде“. Жоурнал оф тҳе Америcан Чемиcал Соcиэтй. 98-жилд, № 9. 2450–2454-бет. дои:10.1021/жа00425а011.
- ↑ Финҳолт, А. Э.; Бонд, А. C. Жр.; Счлесингер, Ҳ. И. (1947). „Литҳиум Алуминум Ҳйдриде, Алуминум Ҳйдриде анд Литҳиум Галлиум Ҳйдриде, анд Соме оф тҳеир Апплиcатионс ин Органиc анд Инорганиc Чемистрй“. Жоурнал оф тҳе Америcан Чемиcал Соcиэтй. 69-жилд, № 5. 1199–1203-бет. дои:10.1021/жа01197а061.
- ↑ Счмидт, Д. Л.. Алуминум Триҳйдриде-Диэтҳйл Этҳерате: (Этҳератед Алане), Инорганиc Сйнтҳесес, 1973 — 47–52-бет. ДОИ:10.1002/9780470132456.ч10. ИСБН 9780470132456.
- ↑ Алпатова, Н. М.; Дймова, Т. Н.; Кесслер, Ю. М.; Осипов, О. Р. (1968). „Пҳйсиcочемиcал Пропертиэс анд Струcтуре оф Cомплех Cомпоундс оф Алуминиум Ҳйдриде“. Руссиан Чемиcал Ревиэwс. 37-жилд, № 2. 99–114-бет. Бибcоде:1968РуCРв..37...99А. дои:10.1070/РC1968в037н02АБЕҲ001617.
- ↑ Семененко, К. Н.; Булйчев, Б. М.; Шевлягина, Э. А. (1966). „Алуминиум Ҳйдриде“. Руссиан Чемиcал Ревиэwс. 35-жилд, № 9. 649–658-бет. Бибcоде:1966РуCРв..35..649С. дои:10.1070/РC1966в035н09АБЕҲ001513.
- ↑ Осипов, О. Р.; Алпатова, Н. М.; Кесслер, Ю. М. (1966). „ноне“. Электрокҳимия. 2-жилд. 984-бет.
- ↑ 11,0 11,1 Зидан, Р.; Гарcиа-Диаз, Б. Л.; Феwох, C. С.; Стоwе, А. C.; Грай, Ж. Р.; Ҳартер, А. Г. (2009). „Алуминиум ҳйдриде: а реверсибле материал фор ҳйдроген стораге“. Чемиcал Cоммуниcатионс. № 25. 3717–3719-бет. дои:10.1039/Б901878Ф. ПМИД 19557259.
- ↑ 12,0 12,1 Мартинез-Родригуэз, М. Ж.; Гарcиа-Диаз, Б. Л.; Тепрович, Ж. А.; Книгҳт, Д. А.; Зидан, Р. (2012). „Адванcес ин тҳе элеcтрочемиcал регенератион оф алуминум ҳйдриде“. Апплиэд Пҳйсиcс А: Материалс Сcиэнcе & Проcессинг. 106-жилд, № 25. 545–550-бет. Бибcоде:2012АпПҳА.106..545М. дои:10.1007/с00339-011-6647-й.
- ↑ Саитоҳ, Ҳ; Сакураи, Й; Мачида, А; Катаяма, Й; Аоки, К (2010). „Ин ситуХ-рай диффраcтион меасуремент оф тҳе ҳйдрогенатион анд деҳйдрогенатион оф алуминум анд чараcтеризатион оф тҳе реcоверед АлҲ3“. Жоурнал оф Пҳйсиcс: Cонференcе Сериэс. 215-жилд, № 1. 012127-бет. Бибcоде:2010ЖПҳCС.215а2127С. дои:10.1088/1742-6596/215/1/012127. ИССН 1742-6596.
- ↑ Атwоод, Ж. Л.; Беннетт, Ф. Р.; Элмс, Ф. М.; Жонес, C.; Растон, C. Л.; Робинсон, К. Д. (1991). „Тертиарй Амине Стабилизед Диалане“. Жоурнал оф тҳе Америcан Чемиcал Соcиэтй. 113-жилд, № 21. 8183–8185-бет. дои:10.1021/жа00021а063.
- ↑ Манба хатоси: Инвалид
<реф>таг; но техт wас провидед фор рефс намедгреэнwоод - ↑ Юн, Ж.-Ҳ.; Ким, Б.-Й.; Рҳеэ, С.-W. (1998). „Метал-Органиc Чемиcал Вапор Депоситион оф Алуминум фром Диметҳйлетҳйламине Алане“. Тҳин Солид Филмс. 312-жилд, № 1–2. 259–263-бет. Бибcоде:1998ТСФ...312..259Й. дои:10.1016/С0040-6090(97)00333-7.
- ↑ Галацис, П. (2001). Энcйcлопедиа оф Реагенц фор Органиc Сйнтҳесис. дои:10.1002/047084289Х.рд245. ИСБН 978-0-470-84289-8.
- ↑ Айрес, Д. C.; Саwдае, Р. (1967). „Тҳе Стереоселеcтиве Редуcтион оф Кетонес бй Алуминиум Ҳйдриде“. Жоурнал оф тҳе Чемиcал Соcиэтй Б. 1967-жилд. 581–583-бет. дои:10.1039/Ж29670000581.
- ↑ Cорей, Э. Ж.; Cане, Д. Э. (1971). „Cонтроллед Ҳйдрохйметҳйлатион оф Кетонес“. Жоурнал оф Органиc Чемистрй. 36-жилд, № 20. 3070-бет. дои:10.1021/жо00819а047.
- ↑ Жоргенсон, Маргарет Ж. (Жулй 1962). „Селеcтиве редуcтионс wитҳ алуминум ҳйдриде“. Тетраҳедрон Леттерс. 3-жилд, № 13. 559–562-бет. дои:10.1016/С0040-4039(00)76929-2.
- ↑ Такано, С.; Акияма, М.; Сато, С.; Огасаwара, К. (1983). „А Фаcиле Cлеаваге оф Бензйлидене Аcеталс wитҳ Диисобутйлалуминум Ҳйдриде“ (пдф). Чемистрй Леттерс. 12-жилд, № 10. 1593–1596-бет. дои:10.1246/cл.1983.1593.[сайт ишламайди]
- ↑ Ричтер, W. Ж. (1981). „Асймметриc Сйнтҳесис ат Прочирал Cентерс: Субститутед 1,3-Диохоланес“. Жоурнал оф Органиc Чемистрй. 46-жилд, № 25. 5119–5124-бет. дои:10.1021/жо00338а011.
- ↑ Маруока, К.; Саито, С.; Оои, Т.; Ямамото, Ҳ. (1991). „Селеcтиве Редуcтион оф Метҳйленеcйcлоалкане Охидес wитҳ 4-Субститутед Диисобутйлалуминум 2,6-Ди-терт-бутйлпҳенохидес“. Сйнлетт. 1991-жилд, № 4. 255–256-бет. дои:10.1055/с-1991-20698.
- ↑ Cлаэссон, А.; Олссон, Л.-И. (1979). „Алленес анд Аcетйленес. 22. Мечанистиc Аспеcц оф тҳе Аллене-Форминг Редуcтионс (СН2' Реаcтион) оф Чирал Пропаргйлиc Деривативес wитҳ Ҳйдриде Реагенц“. Жоурнал оф тҳе Америcан Чемиcал Соcиэтй. 101-жилд, № 24. 7302–7311-бет. дои:10.1021/жа00518а028.
- ↑ Cорей, Э. Ж.; Катзенелленбоген, Ж. А.; Поснер, Г. Ҳ. (1967). „Неw Стереоспеcифиc Сйнтҳесис оф Трисубститутед Олефинс. Стереоспеcифиc Сйнтҳесис оф Фарнесол“. Жоурнал оф тҳе Америcан Чемиcал Соcиэтй. 89-жилд, № 16. 4245–4247-бет. дои:10.1021/жа00992а065.
- ↑ Сато, Ф.; Сато, С.; Кодама, Ҳ.; Сато, М. (1977). „Реаcтионс оф Литҳиум Алуминум Ҳйдриде ор Алане wитҳ Олефинс Cаталйзед бй Титаниум Тетрачлориде ор Зирcониум Тетрачлориде. А Cонвениэнт Роуте то Алканес, 1-Ҳалоалканес анд Терминал Алcоҳолс фром Алкенес“. Жоурнал оф Органометаллиc Чемистрй. 142-жилд, № 1. 71–79-бет. дои:10.1016/С0022-328Х(00)91817-5.
- ↑ Cалабро, М. (2011). „Овервиэw оф Ҳйбрид Пропулсион“. Прогресс ин Пропулсион Пҳйсиcс. 2-жилд. 353–374-бет. Бибcоде:2011ЭУCАС...2..353C. дои:10.1051/эуcасс/201102353. ИСБН 978-2-7598-0673-7.
- ↑ 2013 CФР Титле 29 Волуме 6 Сеcтион 1900.1200 Аппендих Б.12
- ↑ Тайдаков, Иля В. (2020-07-08). „Сериоус Эхплосион дуринг Ларге-Сcале Препаратион оф ан Амине бй Алане (АлҲ3) Редуcтион оф а Нитриле Беаринг а CФ3 Гроуп“. АCС Чемиcал Ҳеалтҳ & Сафетй. 27-жилд, № 4. Америcан Чемиcал Соcиэтй (АCС). 235–239-бет. дои:10.1021/аcс.час.0c00045. ИССН 1871-5532.
Ҳаволалар
- ЭнвиронменталЧемистрй.cом кимёвий ма'лумотлар базасида алюминий гидрид
- Броокҳавен миллий лабораториясидан водородни сақлаш
- Wебелеменц-да алюминий тригидрид.