Koperhidried

Koperhidried is 'n verbinding van koper en waterstof met die nominale formule CuH. Dit is 'n bruinerige vastestof wat onstabiel is en maklik ontbind onder vrystelling van waterstofgas.

**Eienskappe**
Algemeen
Naam	Koperhidried
Struktuurformule van
Chemiese formule	CuH
Molêre massa	64,5 [g/mol]
CAS-nommer	13517-00-5^[1]
Voorkoms	Bruin vastestof^[2]
Fasegedrag
Selkonstantes	a=387.77pm; b=456.95 pm^[2]
Ruimtegroep	P6₃mc, P6₃/mmc
Nommer	186
Strukturbericht	B4
Smeltpunt	ontbind bo 65°C in water^[1]
Kookpunt
Digtheid	6,38 ^[1]
Oplosbaarheid
Termodinamies
Suur-basis eienskappe
pKa
Veiligheid
Flitspunt	6°C^[1]
Tensy anders vermeld is alle data vir standaardtemperatuur en -druk toestande.

Portaal Chemie

Die verbinding is eerste deur Wurtz in die 19de eeu gerapporteer, maar daar het lank twyfel gebly of dit regtig bestaan. Koper en waterstof reageer nie en die koperhidried wat Wurtz verkry het uit onderfosforigsuur en koper(II)sulfaat is metastabiel teen kamertemperatuur. Dit begin reeds tydens die vervaardiging om te ontbind en hierdie proses is binne een dag volledig. Dit moet teen -60°C bewaar word om ontbinding te verhoed. Dit het suiwering en karakterisering bemoeilik. ^[2]

Die struktuur

Die eerste persone wat geprobeer het om met X-straaldiffraksie vas te stel of daar inderdaad 'n nuwe vastestof gevorm word, was Mueller en Bradley in 1926. Hulle het 'n heksagonale struktuur gevind,^[2] terwyl koper self kubies is. 'n Ander probleem is egter dat koper 29 elektrone besit en waterstof net een. Dit bemoeilik die ontleding met X-straaldiffraksie omdat waterstof amper onsigbaar is. Die oplossing daarvoor is om neutrondiffraksie te gebruik, maar hier is die probleem dat die isotoop ¹H anomale strooiing veroorsaak en deur deuterium ²H vervang moet word. Deuterium beslaan egter net 0,018-0,008% van alle waterstof. Goedkoop en Andresen het dit in 1955 gedoen en bevestig dat heksagonale CuH bestaan.^[3] Hulle het voorgestel dat dit die wurtziet-struktuur (B4 in die strukturbericht-klassifikasie) het met ruimtegroep P6₃mc en a=289pm^[4] en b=461pm. Hulle het egter sterk verbreding van diffraksiepieke vasgestel indien hulle met die c-rigting van die sel te maak het. Hulle het dit geïnterpreteer as bewys dat die kristalliete in hierdie rigting baie klein was.

Die stoigiometrie

Daar het egter twyfel gebly oor die presiese samestelling van die verbinding. Volumetriese ekseprimente het die 1:1 stoigiometrie van CuH bevestig, maar vastestof-KMR het aangedui dat dit 'n niestoigiometriese stof met samestelling CuH_x (x~0,72) sou wees. Auer en Kohlmann het dit in 2014 met 'n nuwe X-straal- en neutronstudie bevestig.^[2] Hulle het gevind dat die grootte van die eenheidsel afhang van die waarde van x, waarby die eenheidsel kleiner word as x die waarde van 1 benader. Die piekverbreding kan hierdeur verklaar word as die poeier bestaan uit 'n mengsel van kristalle met wisselende waardes van x. Auer en Kohlmann het ook voorgestel dat die struktuur 'n wandordelike weergawe van die wurtzietstruktuur is wat as die ScH_0,33-tipe bekend is. Dit het 'n hoër sentrosimmetriese ruimtegroep (P6₃/mmc) en die H-atome is lukraak oor alle tetraëdiese holtes in die heksagonale digpakking van die koperatome verdeel, pleks van in net een subgroep daarvan. Die presiese simmetrie sal dalk ook van die presiese samestelling van 'n kristaliet afhang en dit 'n moeilik om te bepaal. Elektrondiffraksie sou daaroor meer kan verduidelik, maar die stof is nie stabiel in 'n vakuum en onder bestraling met elektrone nie.

Vervaardiging

Daar is drie metodes bekend om die stof te verkry.

Met onderfosforigsuur in waterige oplossing:

6H_{3}PO_{2}+4CuSO_{4}+6H_{2}O\rightarrow 4CuH+6H_{3}PO_{3}+4H_{2}SO_{4}

Die blou kleur van kopersulfaat verander na groen en geel en uiteindlik slaan 'n bruin stof neer.

Met natriumboorhidried in waterige oplossing:

2BH_{4}^{-}+CuCl_{2}+OH^{-}\rightarrow CuH+2BO_{3}^{3-}+6,5H_{2}\uparrow

Koper(II)chloried moet stadig bygevoeg word om die pH nie te versteur nie.

Met litiumaluminiumhidried in piridien:

LiAlH_{4}+4CuI\xrightarrow {C_{5}H_{5}N} LiI+AlI_{3}+4CuH

Dit lewer egter 'n amorfe produk.

Gebruike as nanoklusters

Koperhidried word gebruik as reagens vir die katalisering van hidogenasiereaksies van heelparty onversadigde C-C en C-O bindings. Daar is navorsing gedoen om nanodeeltjies van hierdie verbinding te stabiliseer met verskeie ligande soos fosfinotiolate.^[5]

Verwysings

↑ ^1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 "Safety data sheet". Chemicalbook.
↑ ^2,0 ^2,1 ^2,2 ^2,3 ^2,4 Auer, H. and Kohlmann, H. (2014). "Reinvestigation of Crystal Structure and Non-Stoichiometry in Copper Hydride, CuH1–x (0 ≤ x ≤ 0.26)". Z. anorg. allg. Chem. 640: 3159–3165. doi:10.1002/zaac.201400236.{{cite journal}}: AS1-onderhoud: gebruik authors-parameter (link)
↑ Goedkoop, J.A. and Andresen, A.F. (1955). "The crystal structure of copper hydride". Acta Cryst. 8: 118–119. doi:10.1107/S0365110X55000480.{{cite journal}}: AS1-onderhoud: gebruik authors-parameter (link)
↑ Dalk 'n tipo vir 389
↑ Huertos, M.A., Cano, I., Bandeira, N.A.G., Benet-Buchholz, J., Bo, C. en van Leeuwen, P.W.N.M. (2014). "Phosphinothiolates as Ligands for Polyhydrido Copper Nanoclusters". Chem. Eur. J. 20: 16121–16127. doi:10.1002/chem.201404763.{{cite journal}}: AS1-onderhoud: gebruik authors-parameter (link)

[CB-1] 1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 "Safety data sheet". Chemicalbook.

[Auer-2] 2,0 ^2,1 ^2,2 ^2,3 ^2,4 Auer, H. and Kohlmann, H. (2014). "Reinvestigation of Crystal Structure and Non-Stoichiometry in Copper Hydride, CuH1–x (0 ≤ x ≤ 0.26)". Z. anorg. allg. Chem. 640: 3159–3165. doi:10.1002/zaac.201400236.{{cite journal}}: AS1-onderhoud: gebruik authors-parameter (link)

[3] Goedkoop, J.A. and Andresen, A.F. (1955). "The crystal structure of copper hydride". Acta Cryst. 8: 118–119. doi:10.1107/S0365110X55000480.{{cite journal}}: AS1-onderhoud: gebruik authors-parameter (link)

[4] Dalk 'n tipo vir 389

[5] Huertos, M.A., Cano, I., Bandeira, N.A.G., Benet-Buchholz, J., Bo, C. en van Leeuwen, P.W.N.M. (2014). "Phosphinothiolates as Ligands for Polyhydrido Copper Nanoclusters". Chem. Eur. J. 20: 16121–16127. doi:10.1002/chem.201404763.{{cite journal}}: AS1-onderhoud: gebruik authors-parameter (link)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]