Гідрид алюмінію

Гідри́д алюмі́нію — полімерна неорганічна сполука складу (AlH₃)_n, за звичайних умов являє собою білу або прозору тверду речовину. Сполука використовується як складова частина ракетного палива, ефективного відновника в лабораторному синтезі, зокрема для добування інших гідридів.

Гідрид алюмінію
α-структура AlH3
γ-структура AlH3
Систематична назва	Алюміній гідрид
Інші назви	алан
Ідентифікатори
Номер CAS	7784-21-6
Номер EINECS	232-053-2
ChEBI	30136
SMILES	[AlH3]^[1]
InChI	InChI=1S/Al.3H
Номер Гмеліна	245
Властивості
Молекулярна формула	(AlH3)n
Зовнішній вигляд	біла або прозора тверда речовина
Тпл	105°C
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Примітки картки

Структура

Гідрид алюмінію є полімером, він може існувати в вигляді сімох можливих модифікацій: α-(AlH₃)_n, α¹-(AlH₃)_n, β-(AlH₃)_n, δ-(AlH₃)_n, ε-(AlH₃)_n, γ-(AlH₃)_n та ζ-(AlH₃)_n. Найбільш стабільною є альфа-модифікація, в яку після нагрівання переходять модифікації бета та гамма.

Отримання

Вперше AlH₃ було отримано за реакцією між галогенідами алюмінію та в ефірному розчині:

${\displaystyle \mathrm {AlBr_{3}+3LiAlH_{4}\ \rightarrow \ 3LiBr+4AlH_{3}} }$

Безпосереднє виділення полімеру з ефіру неможливе через утворення важкорозчинного комплексу (AlH₃)_n [O(C₂H₅)₂]_m.

${\displaystyle \mathrm {2LiAlH_{4}+H_{2}SO_{4}\ \rightarrow \ 2AlH_{3}+Li_{2}SO_{4}+2H_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {2LiAlH_{4}+ZnCl_{2}\ \rightarrow \ 2AlH_{3}+2LiCl+ZnH_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {LiAlH_{4}+R\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!Cl\rightarrow \ AlH_{3}+LiCl+R\!\!-\!\!CH_{3}} }$

Синтез гідриду алюмінію з галогенідів не виключає можливість наявності домішок у продукті. Для отримання високочистого AlH₃ застосовують метод електролізу розчину у тетрагідрофурані (THF). Як анод і катод використовують алюміній та амальгамоване залізо відповідно. Алюмінієвий анод може бути нерозчинним (реакція 1) і розчинним (реакція 2); іони натрію, утворюючи амальгаму, виключають перебіг побічних реакцій:

${\displaystyle \mathrm {2AlH_{4}^{-}-2e^{-}\ \rightarrow \ 2AlH_{3}\cdot nTHF+H_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {3AlH_{4}^{-}+Al-3e^{-}\ \rightarrow \ 4AlH3\cdot nTHF} }$

Хімічні властивості

Гідрид алюмінію є малостійкою сполукою, розкладається при 105 °C з виділенням водню:

${\displaystyle \mathrm {2AlH_{3}\ {\xrightarrow {105^{o}C}}\ 2Al+3H_{2}} }$

Він активно взаємодіє з водою:

${\displaystyle \mathrm {AlH_{3}+3H_{2}O\ \rightarrow \ Al(OH)_{3}+3H_{2}} }$

Широкого застосування AlH₃ набув завдяки своїм сильним відновним властивостям, його використовують переважно в ході органічних синтезів: для відновлення карбонільних, карбоксильних груп тощо.

Алюміній гідрид бере участь в реакціях утворення інших гідридів:

${\displaystyle \mathrm {AlH_{3}+LiH\ \rightarrow \ LiAlH_{4}} }$

Застосування

Гідрид алюмінію використовується у лабораторіях як сильний відновник. Він є складовою частиною ракетного палива й деяких видів вибухівки. Можливим є використання гідриду для акумулювання водню, однак через низьку стійкість сполуки розробки щодо цього не ведуться.

Див. також

• Алюмогідрид літію

Примітки

1. alumane
   d:Track:Q278487
2. За тиску 101,3 кПа

Джерела

• CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide. — 86th. — Boca Raton (FL) : CRC Press, 2005. — 2656 p. — . (англ.)
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия: Химия металлов / В. И. Спицын. — М. : «Мир», 1971. — Т. 1. — 561 с. (рос.)