Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Натрий гидриді – эмпирикалық формуласы NaH болатын химиялық қосылыс. Бұл сілті металлы гидриді негізінен органикалық синтезде күшті, бірақ өртенгіш негіз ретінде қолданылады. NaH – тұзды (тұзға ұқсас) гидрид, ол Na+ және H− иондарынан тұрады, бұран, силан, герман, аммиак және метан сияқты молекулалық гидридтерден өзгеше. Бұл иондық материал, ол барлық еріткіштерде (балқытылған натрий металлынан басқа) ерімейді, бұл H− иондары ерітіндіде болады деген фактіге қайшы келеді.
Sodium hydride is the chemical compound with the empirical formula NaH. This alkali metal hydride is primarily used as a strong yet combustible base in organic synthesis. NaH is a saline (salt like) hydride, composed of Na+ and H− ions, in contrast to molecular hydrides such as borane, silane, germane, ammonia, and methane. It is an ionic material that is insoluble in all solvents (other than molten sodium metal), consistent with the fact that H− ions do not exist in solution.
Негізгі қасиеттері мен құрылымы
NaH түссіз, бірақ үлгілер көбінесе сұр түсті болып көрінеді. NaH, Na-ға қарағанда шамамен 40%-ға тығыз (0,968 г/см3). NaH, LiH, KH, RbH және CsH сияқты NaCl кристалдық құрылымын қабылдайды. Осы құрылымда әр Na+ ионы алты H− орталығымен октаэдрлік геометрияда қоршалған. Na−H және Na−F арақашықтықтарына қарағанда, H− (146 пм NaH) және F− (133 пм) иондық радиустары салыстырмалы.
NaH is colorless, although samples generally appear grey. NaH is around 40% denser than Na (0.968 g/cm3). NaH, like LiH, KH, RbH, and CsH, adopts the NaCl crystal structure. In this motif, each Na+ ion is surrounded by six H− centers in an octahedral geometry. The ionic radii of H− (146 pm in NaH) and F− (133 pm) are comparable, as judged by the Na−H and Na−F distances.
"Көшірілген натрий гидриді" (сутек содиді)
H+ және Na− иондары бар "кері натрий гидриді" деп аталатын қосылыста өте ерекше жағдай туындайды. Na− – сілтілік металл, және бұл қосылыс сутектен натрийге екі электронның таза орын ауыстыруының нәтижесінде, қалыпты натрий гидридінен гөрі әлдеқайда жоғары энергияға ие. Бұл "кері натрий гидридінің" туындысы [36]адаманзан базасының қатысуымен пайда болады. Бұл молекула H+ ионын өз ішіне қайтымсыз қаптап, оны Na− сілтілік металлымен өзара әрекеттесуден қорғайды. Теориялық зерттеулер көрсеткендей, натрий сілтілік металлымен комплекстелген қорғалмаған протонды үшіншілік амин белгілі бір еріткіш ортасында метастабильді болуы мүмкін, бірақ реакция кедергісі төмен болады және қолайлы еріткіш табу қиынға соғуы ықтимал.
A very unusual situation occurs in a compound dubbed "inverse sodium hydride", which contains H+ and Na− ions. Na− is an alkalide, and this compound differs from ordinary sodium hydride in having a much higher energy content due to the net displacement of two electrons from hydrogen to sodium. A derivative of this "inverse sodium hydride" arises in the presence of the base [36]adamanzane. This molecule irreversibly encapsulates the H+ and shields it from interaction with the alkalide Na−. Theoretical work has suggested that even an unprotected protonated tertiary amine complexed with the sodium alkalide might be metastable under certain solvent conditions, though the barrier to reaction would be small and finding a suitable solvent might be difficult.
Қатты негіз ретінде
NaH органикалық химияда кең қолданылатын, күшті негіз болып табылады. Супербаза ретінде, ол тіпті әлсіз Брёнстед қышқылдарын да депротондауға қабілетті, нәтижесінде тиісті натрий туындылары алынады. Әдетте "оңай" депротондалатын субстраттарға OH, NH, SH байланыстары бар заттар жатады, оның ішінде спирттер, фенолдар, пиразолдар және тиолдар. NaH ерекше түрде 1,3-дикарбонилдер, мысалы, малонат эфирлері сияқты көмір қышқылдарын (яғни C-H байланыстарын) депротондауға қабілетті. Соның салдарынан алынған натрий туындыларын алкилдеуге болады. NaH Дикманн конденсациясы, Стоббе конденсациясы, Дарзенс конденсациясы және Клейзен конденсациясы арқылы карбонил қосылыстарының конденсациялық реакцияларын катализдеу үшін кеңінен қолданылады. NaH-пен депротондауға бейім басқа көмір қышқылдарына сульфоний тұздары және ДМСО жатады. NaH күкірт илидтерін жасау үшін қолданылады, олар өз кезегінде кетондарды эпоксидтерге айналдыруға қолданылады, мысалы, Джонсон-Кори-Чайковский реакциясында.
NaH is a base of wide scope and utility in organic chemistry. As a superbase, it is capable of deprotonating a range of even weak Brønsted acids to give the corresponding sodium derivatives. Typical "easy" substrates contain O H, N H, S H bonds, including alcohols, phenols, pyrazoles, and thiols. NaH notably deprotonates carbon acids (i. e., C H bonds) such as 1,3 dicarbonyls such as malonic esters. The resulting sodium derivatives can be alkylated. NaH is widely used to promote condensation reactions of carbonyl compounds via the Dieckmann condensation, Stobbe condensation, Darzens condensation, and Claisen condensation. Other carbon acids susceptible to deprotonation by NaH include sulfonium salts and DMSO. NaH is used to make sulfur ylides, which in turn are used to convert ketones into epoxides, as in the Johnson–Corey–Chaykovsky reaction.
Сутегін сақтау
Коммерциялық маңызы болмаса да, натрий гидриді отын жасушалы көліктерде сутегі сақтау үшін ұсынылған. Бір тәжірибелік жүзеге асыруда, NaH-ты қамтитын пластик бөлшектері судың қатысуымен ұсатылып, сутегі шығарылады. Бұл технологияның бір мәселесі – гидролиз нәтижесінде түзілген NaOH-тан NaH-ты қайта өндіру.
Although not commercially significant sodium hydride has been proposed for hydrogen storage for use in fuel cell vehicles. In one experimental implementation, plastic pellets containing NaH are crushed in the presence of water to release the hydrogen. One challenge with this technology is the regeneration of NaH from the NaOH formed by hydrolysis.
Іс жүзіндегі ескертулер
Натрий гидриді минералды майда 60% натрий гидриді (салмақ бойынша) қоспасы ретінде сатылады. Мұндай дисперсия таза NaH-қа қарағанда қолдануға және өлшеуге қауіпсіз. Құрама көбінесе осы түрінде қолданылады, бірақ таза сұр қатты затты пентан немесе тетрагидрофуранмен жуу арқылы дайындауға болады, мұқият болу қажет, себебі қалдық еріткіште NaH іздері болады және ол ауада тұтана алады. NaH қатысатын реакциялар көбінесе ауадан қорғалған жағдайларда жүргізіледі.
Sodium hydride is sold as a mixture of 60% sodium hydride (w/w) in mineral oil. Such a dispersion is safer to handle and weigh than pure NaH. The compound is often used in this form but the pure grey solid can be prepared by rinsing the commercial product with pentane or tetrahydrofuran, with care being taken because the waste solvent will contain traces of NaH and can ignite in air. Reactions involving NaH usually require air free techniques.
Қауіпсіздік
NaH ауада өздігінен тұтана алады. Ол сондай-ақ сумен немесе ылғалды ауамен күшті реакцияға түсіп, өте тұтанатын сутегі мен коррозиялық негіз – натрий гидроксидін (NaOH) бөліп шығарады. Көп жағдайда натрий гидриді минералды майда шашыратылған күйде сатылады, оны ауада қауіпсіз пайдалануға болады. SN2 типтегі реакциялар үшін натрий гидриді DMSO, DMF немесе DMAc-те жиі қолданылса да, осындай қоспалардан өрт немесе жарылыс оқиғалары көп тіркелген.
NaH can ignite spontaneously in air. It also reacts vigorously with water or humid air to release hydrogen, which is very flammable, and sodium hydroxide (NaOH), a quite corrosive base. In practice, most sodium hydride is sold as a dispersion in mineral oil, which can be safely handled in air. Although sodium hydride is widely used in DMSO, DMF or DMAc for SN2 type reactions there have been many cases of fires and/or explosions from such mixtures.