Неорганический имид

Неорганический имид — это неорганическое химическое соединение, содержащее

Органические имиды также имеют функциональные группы −NH− или =NH .

Имиды относятся к неорганическим амидам , содержащим анионы H2N− , нитридам , содержащим анионы N3− , и нитридогидридам или нитридгидридам, содержащим как анионы нитрида N3− , так и анионы гидрида H− .

Помимо имидов в твердом состоянии, молекулярные имиды известны также в разбавленных газах, где можно изучать их спектр.

При ковалентной связи с металлом имидный лиганд образует имидокомплекс переходного металла .

При замещении водорода имидной группы органической группой образуется органоимид. Известны комплексы актинидов и редкоземельных элементов с органоимидами. [1]

Характеристики

Имид лития претерпевает фазовый переход при температуре 87 °C, при котором он переходит из упорядоченного в более симметричное неупорядоченное состояние. [2]

Структура

Многие имиды имеют кубическую структуру каменной соли, в которой металл и азот занимают основные позиции. Положение атома водорода трудно определить, но оно неупорядочено.

Многие из простых молекул имидов тяжелых металлов являются линейными. Это происходит из-за заполненной 2p-орбитали азота, которая отдает электроны пустой d-орбитали металла. [3]

Имиды в координационной химии

В координационной химии комплексы переходных металлов имида характеризуются лигандом NR 2- . В некоторых отношениях они похожи на оксолиганды. В некоторых угол MNC составляет 180º, но часто угол определенно изогнут. Родительский имид (NH 2- ) является промежуточным продуктом в фиксации азота синтетическими катализаторами. [4]

Структура представительного имидокомплекса (py = пиридин , CMe 3 = трет-бутил ) [5]

Формирование

Нагревание амида лития с гидридом лития дает имид лития и водородный газ. Эта реакция происходит, когда выделяющийся аммиак реагирует с гидридом лития. [2]

Нагревание амида магния до температуры около 400 °C дает имид магния с потерей аммиака . Сам имид магния разлагается при нагревании между 455 и 490 °C. [6]

Имид бериллия образуется из амида бериллия при нагревании до 230 °C в вакууме. [7]

При нагревании металлического стронция с аммиаком при температуре 750 °C образуется темно-желтый имид стронция. [8]

При нагревании паров бария с аммиаком в электрическом разряде образуется газообразное молекулярное вещество BaNH. [9] Известны также молекулы ScNH, YNH и LaNH. [10] [11]

Хранение водорода

Неорганические имиды представляют интерес, поскольку они могут обратимо хранить водород, что может быть важно для водородной экономики . Например, имид кальция может хранить 2,1% массы водорода. Li 2 Ca(NH) 2 обратимо хранит водород и выделяет его при температурах от 140 до 206 °C. Он может обратимо удерживать 2,3% водорода. [12] Когда водород добавляется к имиду, образуются амиды и гидриды. Когда имиды нагреваются, они могут давать гидридонитриды или нитриды, но они не могут легко повторно поглощать водород.

Список

Ионический

имяформуластруктуракосмическая группаэлементарная ячейкассылки
Имид литияЛи 2 NHкубическийФм 3 ма=5,0742[2]
Имид бериллияБеНХ[7]
Имид магнияMgNHшестиугольныйП 6/ ма = 11,567 Å с = 3,683 Å Z=12[6]
Дилитий магний имидLi2Mg ( NH ) 2[12]
Имид динитрида дисиликонаSi2N2 ( NH )​[13]
К2Si ( NH ) 3аморфный[14]
К2Si2 ( NH ) 5​аморфный[14]
К2Si3 ( NH ) 7​аморфный[14]
имидо нитридо силикат калияК3Si6N5 ( NH ) 6​​​кубическийП4 3 32а = 10,789[13]
Имид кальцияCaNHшестиугольныйФм 3 м[12]
Дилитий-кальций имидLi2Ca ( NH) 2шестиугольный[12]
Диимид магния и кальцияMgCa(NH) 2кубический[15]
Имид лития, кальция, магнияLi4CaMg ( NH ) 4[12]
Имид стронцияSrNHорторомбическийПМНАа =7,5770 б =3,92260 в =5,69652 Z=4[8]
Диамид олова(IV)Sn ( NH2 ) 2NH[16] [17]
Имид барияBaNHчетырехугольныйЯ 4/ ммма=4,062 с=6,072 Z=2[18]
Имид лантанаLa2 ( NH ) 3каменная сольа=5,32[19]
Имид церия(II)CeNH[20]
Имид иттербия(II)YbNHкубическийа=4,85[21]
[NH 4 ][Hg 3 (NH) 2 ](NO 3 ) 3кубическийП 4 1 32а = 10,304, Z = 4[22]
Динитрид имид тория(IV)Th2N2 ( NH )​шестиугольныйП 3 м 1а = 3,886 с = 6,185 Å[23]

Молекулярный

имяформуластруктурасимметрияКАСссылки
Имид бораВ 2 (НГ) 3полимер[24]
HNOсогнутый14332-28-6
Имид амида алюминияAl(NH2 ) (NH)полимер[24]
Димид кремнияSi(NH) 2
  • Тионитрозилгидрид
  • Азанетиал
  • Азантион
HNSсогнутый14616-59-2[25]
Диимид серыС(NH) 2
Гептасульфур имидЮ 7 NH293-42-5[26]
  • 1,2,3,4,5,7,6,8-Гексатиадиазокан
  • 1,3-Гексасульфурдиимид
  • 1,3-Диазациклооктасульфан
Н2Н2С6​​​​​1003-75-4
  • 1,2,3,4,6,7,5,8-Гексатиадиазокан
  • 1,4-Гексасульфурдиимид
  • 1,4-Диазациклооктасульфан
Н2Н2С6​​​​​1003-76-5
  • 1,2,3,5,6,7,4,8-Гексатиадиазокан
  • 1,5-Гексасульфурдиимид
  • 1,5-Диазациклооктасульфан
Н2Н2С6​​​​​
  • 1,2,3,5,7,4,6,8-Пентатиатриазокан
  • 1,3,5-Пентасульфуртриимид
  • 1,3,5-Триазациклооктасульфан
Н 3 Н 3 С 5638-50-6
Имид скандия(II)ScNH[10]
Имид галлия(III)Ga2 ( NH ) 3полимер[24]
Имид иттрия(II)ЮНХ[10]
Имид барияBaNHлинейный[3]
Имид лантана(II)LaNHлинейныйC∞v[11] [27]
Имид церия(II)CeNHлинейныйC∞v[27]
Нитрид ураниминаН≡У=Н−Н[28]
Дигидрид ураниминаГН=УХ 2[28]

Молекулярные имины других актинидов, называемые нептунимин и плутонимином, предположительно существуют в газовой фазе или матрице благородного газа. [29]

Ссылки

  1. ^ Шедле, Доротея; Анвандер, Райнер (2019). «Химия редкоземельных металлов и актинидорганоимидов». Chemical Society Reviews . 48 (24): 5752–5805. doi :10.1039/c8cs00932e. PMID  31720564. S2CID  207938163.
  2. ^ abc Lowton, Rebecca L. (1999). Структурные и термогравиметрические исследования амидов и имидов щелочных металлов (диссертация на соискание ученой степени доктора философии). Оксфордский университет, Великобритания.
  3. ^ ab Janczyk, Alexandra; Lichtenberger, Dennis L.; Ziurys, Lucy M. (февраль 2006 г.). «Конкуренция между металл-амидо и металл-имидо химией в серии щелочноземельных металлов: экспериментальное и теоретическое исследование BaNH». Журнал Американского химического общества . 128 (4): 1109–1118. doi :10.1021/ja053473k. ISSN  0002-7863. PMID  16433526.
  4. ^ Нуджент, WA; Майер, Дж. М., «Множественные связи металл-лиганд», J. Wiley: Нью-Йорк, 1988.
  5. ^ Хазари, Н.; Маунтфорд, П., «Реакции и применение комплексов имидо титана», Acc. Chem. Res. 2005, 38, 839-849. doi :10.1021/ar030244z
  6. ^ ab Dolci, Francesco; Napolitano, Emilio; Weidner, Eveline; Enzo, Stefano; Moretto, Pietro; Brunelli, Michela; Hansen, Thomas; Fichtner, Maximilian; Lohstroh, Wiebke (7 февраля 2011 г.). "Имид магния: синтез и определение структуры нетрадиционного щелочноземельного имида путем разложения амида магния" (PDF) . Неорганическая химия . 50 (3): 1116–1122. doi :10.1021/ic1023778. PMID  21190329.
  7. ^ Аб Джейкобс, Герберт; Джуза, Роберт (ноябрь 1969 г.). «Darstellung und Eigenschaften von Berylliumamid und -imid». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (на немецком языке). 370 (5–6): 248–253. дои : 10.1002/zaac.19693700507. ISSN  0044-2313.
  8. ^ аб Шульц-Кулон, Верена; Ирран, Элизабет; Путц, Бернд; Шник, Вольфганг (1999). «β-SrNH и β-SrND – синтез и кристаллическая структура защитных механизмов рентгеновского и нейтронного воздействия». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie . 625 (7): 1086–1092. doi :10.1002/(SICI)1521-3749(199907)625:7<1086::AID-ZAAC1086>3.0.CO;2-B.
  9. ^ Janczyk, Alexandra; Lichtenberger, Dennis L.; Ziurys, Lucy M. (февраль 2006 г.). «Конкуренция между металл-амидо и металл-имидо химией в серии щелочноземельных металлов: экспериментальное и теоретическое исследование BaNH». Журнал Американского химического общества . 128 (4): 1109–1118. doi :10.1021/ja053473k. PMID  16433526.
  10. ^ abc Bhattacharyya, Soumen; Harrison, James F. (сентябрь 2020 г.). "Электронная структура и связь молекул ScNH и YNH". Chemical Physics Letters . 754 : 137735. Bibcode : 2020CPL...75437735B. doi : 10.1016/j.cplett.2020.137735. S2CID  225222419.
  11. ^ ab Bhattacharyya, Soumen; Harrison, JF (1 сентября 2019 г.). «Теоретическое исследование электронной структуры и связи LaNH». Chemical Physics Letters . 730 : 551–556. Bibcode : 2019CPL...730..551B. doi : 10.1016/j.cplett.2019.06.042. S2CID  197120516.
  12. ^ abcde Verbraeken, Маартен Кристиан (февраль 2009 г.). Легированные щелочноземельные (нитриды) гидриды (Диссертация). Университет Сент-Эндрюс. п. 19. HDL : 10023/714.
  13. ^ Аб Питерс, Д.; Паулюс, Э.Ф.; Джейкобс, Х. (1990). «Darstellung und Kristallstruktur eines Kaliumimidonitridosilicats, K3Si6N5(NH)6». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (на немецком языке). 584 (1): 129–137. дои : 10.1002/zaac.19905840112. ISSN  0044-2313.
  14. ^ abc Али, SI (декабрь 1970 г.). «Реакции тетрабромида и -иодида кремния с амидом калия в жидком аммиаке». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (на немецком языке). 379 (1): 68–71. дои : 10.1002/zaac.19703790112. ISSN  0044-2313.
  15. ^ Лю, Юнфэн; Лю, Тао; Сюн, Чжитао; Ху, Цзяньцзян; Ву, Готао; Чен, Пин; Ви, Эндрю ТС; Ян, Пин; Мурата, Кенджи; Саката, Ко (ноябрь 2006 г.). «Синтез и структурная характеристика нового имида щелочноземельных металлов: MgCa (NH) 2». Европейский журнал неорганической химии . 2006 (21): 4368–4373. дои : 10.1002/ejic.200600492 .
  16. ^ Уотни, Николас СП; Гал, Золтан А.; Вебстер, Мэтью Д.С.; Кларк, Саймон Дж. (2005). «Первый тройной нитрид олова(ii): NaSnN». Chemical Communications (33): 4190–2. doi :10.1039/b505208d. ISSN  1359-7345. PMID  16100599.
  17. ^ Майя, Леон (май 1992). «Получение нитрида олова через промежуточный амид-имид». Неорганическая химия . 31 (10): 1958–1960. doi :10.1021/ic00036a044. ISSN  0020-1669.
  18. ^ Вегнер, Б.; Эссманн, Р.; Якобс, Х.; Фишер, П. (декабрь 1990 г.). «Синтез имида бария из элементов и ориентационный беспорядок анионов в BaND, изученный методом нейтронной дифракции от 8 до 294 К». Журнал Less Common Metals . 167 (1): 81–90. doi :10.1016/0022-5088(90)90291-Q.
  19. ^ Джейкобс, Х; Гигер, Б; Хаденфельдт, К. (март 1979 г.). «Убер-дас-система калий/лантан/аммиак». Журнал менее распространенных металлов (на немецком языке). 64 (1): 91–99. дои : 10.1016/0022-5088(79)90136-X.
  20. ^ Имамура, Хаяо; Кавасоэ, Масахиро; Имаёши, Кёя; Саката, Ёсихиса (2015). «Получение и некоторые свойства наноструктурных редкоземельных нитридов с использованием реакции гидридов с аммиаком». Международный журнал теоретической и прикладной нанотехнологии . 3 : 1–8. doi : 10.11159/ijtan.2015.001 .
  21. ^ Имамура, Хаяо (2000), «Глава 182 Металлы и сплавы (приготовленные с использованием жидких аммиачных растворов) в катализе II», Роль редкоземельных элементов в катализе , Справочник по физике и химии редкоземельных элементов, т. 29, Elsevier, стр. 45–74, doi :10.1016/s0168-1273(00)29005-3, ISBN 978-0-444-50472-2, получено 2020-11-10
  22. ^ Нокеманн, Питер; Мейер, Герд (2002). «Образование NH4[Hg3(NH)2](NO3)3 и использование [Hg2N](NO3)». Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie . 628 (12): 2709–2714. doi :10.1002/1521-3749(200212)628:12<2709::AID-ZAAC2709>3.0.CO;2-P.
  23. ^ Silva, GW Chinthaka; Yeamans, Charles B.; Weck, Philppe F.; Hunn, John D.; Cerefice, Gary S.; Sattelberger, Alfred P.; Czerwinski, Ken R. (2012-03-05). "Синтез и характеристика Th 2 N 2 (NH), изоморфного Th 2 N 3". Неорганическая химия . 51 (5): 3332–3340. doi :10.1021/ic300025b. ISSN  0020-1669. PMID  22360445.
  24. ^ abc Яник, Ежи Ф.; Уэллс, Ричард Л. (январь 1996 г.). "Имид галлия, {Ga(NH) 3/2 } n , новый полимерный прекурсор для порошков нитрида галлия". Химия материалов . 8 (12): 2708–2711. doi :10.1021/cm960419h. ISSN  0897-4756.
  25. ^ Нгуен, Минь Тхо; Ванкуикенборн, LG; Плисниер, Мишель; Фламманг, Роберт (январь 1993 г.). "Масс-спектрометрическая и ab initio молекулярная орбитальная характеристика тионитрозилгидрида (HN=S)". Молекулярная физика . 78 (1): 111–119. Bibcode : 1993MolPh..78..111N. doi : 10.1080/00268979300100111. ISSN  0026-8976.
  26. ^ Мендельсон, МХ; Джолли, ВЛ (январь 1973). «Реакции аниона имида гептасульфура». Журнал неорганической и ядерной химии . 35 (1): 95–99. doi :10.1016/0022-1902(73)80614-1. S2CID  98171750.
  27. ^ ab Zhang, Yuchen; Nyambo, Silver; Yang, Dong-Sheng (2018-12-21). "Масс-анализ пороговой ионизационной спектроскопии радикалов имида лантанида LnNH (Ln = La и Ce) из активации связи N–H аммиака". Журнал химической физики . 149 (23): 234301. Bibcode : 2018JChPh.149w4301Z. doi : 10.1063/1.5064597. ISSN  0021-9606. PMID  30579310. S2CID  58639516.
  28. ^ ab Wang, Xuefeng; Andrews, Lester; Vlaisavljevich, Bess; Gagliardi, Laura (2011-04-18). "Комбинированные тройные и двойные связи с ураном: молекула нитрида уранимина N≡U═N−H, полученная в твердом аргоне". Неорганическая химия . 50 (8): 3826–3831. doi :10.1021/ic2003244. ISSN  0020-1669. PMID  21405096.
  29. ^ Ли, Пэн; Ню, Вэнься; Гао, Тао (2015-11-25). "Систематический анализ структурных и спектроскопических свойств нептунимина (HN=NpH2) и плутонимина (HN=PuH2)". Журнал молекулярного моделирования . 21 (12): 316. doi :10.1007/s00894-015-2856-1. ISSN  0948-5023. PMID  26608606. S2CID  7587370.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Неорганический_имид&oldid=1242647287"