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为何氢化锂加热不分解,而其他碱金属氢化物会分解?且分解的金属蒸汽中二聚产物居多,类似于氢化镓和氢化铋? 第1页

  

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@小侯飞氘 给出的热力学数据表格,已经足以地说明氢化锂确实是具有比较好的稳定性的。

既然事情确实是这样,那么从结构上我们尝试分析一下这个事情的成因。从XRD的结果我们可以知道,MH(M = Li, Na, K, Rb, Cs)都是225号空间群的(也就是岩盐型结构),而Li到Cs半径是递增的。在LiH中,二者形成的基本上是离子键[1],那么比Li电负性更小的其它碱金属也应当与H形成离子键。结合这一组同样结构的离子晶体的密度以及相应阳离子的半径数据进行推算可以看出在MH中氢负离子是一个小半径的阴离子(氢负离子的半径是一个很玄妙的东西,跟它所在的环境是密切相关的)。则不难看出,从LiH到CsH,其晶格能是递减的。

其实和NaF、NaCl、NaBr、NaI熔点的递减,巴索罗经验规则等等的解释是比较相近的。

PS. @望着木星的喵 问到为什么氢化锂的密度显著大于锂,这个事情定性分析是比较困难的。锂是体心立方的,而氢化锂是面心立方结构;锂是金属晶体,氢化锂是离子晶体,相邻两个“球”之间有静电引力,贴得比较近;而锂和氢都是半径比较小的东西,多种因素的影响下氢化锂密度比锂更大了。但是如果掏出来一个MnRx晶体同样具有这些要素,恐怕很难在测定前断言其密度比M晶体要更大。

参考

  1. ^ http://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2013.06.118

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不是不分解,而是分解温度比较高。

如下图[1]所示,LiH的形成焓在碱金属氢化物中是最低的。形成晗越低意味着氢化物越稳定,因此LiH的分解也最为困难。要让LiH的饱和氢气压达到0.1 MPa,需要将LiH加热到900℃才行[2]。而其他的碱金属氢化物,基本上在不超过600℃的温度下就分解了。

参考

  1. ^Fukai, Yuh. The metal-hydrogen system: basic bulk properties. Vol. 21. Springer Science & Business Media, 2006. https://www.springer.com/gp/book/9783540004943
  2. ^Jain, Ankur, Hiroki Miyaoka, and Takayuki Ichikawa. "Destabilization of lithium hydride by the substitution of group 14 elements: A review." International Journal of Hydrogen Energy 41.14 (2016): 5969-5978. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0360319915306728



  

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