Los hidruros son compuestos químicos binarios en los que el hidrógeno tiene un comportamiento aniónico (hidrógeno con carga negativa) (Akiba & Okada, 2002; Bowman & Fultz, 2002; Joubert, Latroche, & Percheron-Guégan, 2002). Su comportamiento químico varía dependiendo de la familia de sustancias y sus respectivas electronegatividades. Los hidruros en consecuencia se forman con elementos cuyas electronegatividades son inferiores a la del hidrógeno, lo cual trae como consecuencia que todos son metales o metaloides. Es decir, todos los elementos desde el grupo I hasta el grupo III, incluyendo los metales de transición y los elementos lantánidos y actínidos pueden teóricamente formar hidruros. Decimos teóricamente porque muchos hidruros que podemos formar y nombrar, no se presentan en la naturaleza, en el laboratorio son muy raros de sintetizar, se han sintetizado muy recientemente o simplemente aún no han sido sintetizados. Con los metales del grupo 1 y 2 forman los hidruros salinos debido a que sus enlaces tienden a ser iónicos.
Figura 21. El hidruro de sodio es un compuesto químico que tiene por fórmula
NaH. Es utilizado como base fuerte en síntesis orgánica. El NaH es
representativo de los hidruros salinos, compuesto de iones
Con los elementos del grupo 3 “del escandio”, 4 “del
titanio”, metales de transición, lantánidos y actínidos, se generan los hidruros
metálicos verdaderos, ya que son sustancias con brillo y textura metálica,
además poseen propiedades típicas de los metales como la conducción de
electricidad y calor. Aunque podemos formular a estos hidruros en términos
estequiométricos, muchos en realidad no lo son. La formación de hidruros con
otros elementos de los metales de transición (grupos, 5-12) es muy complicada y
requiere de condiciones de laboratorio, en otras, los hidruros no han sido
formados naturalmente (Bowman & Fultz, 2002; Latroche, 2004). Los elementos del grupo 13
“del boro” forman hidruros covalentes debido a que sus electronegatividades son
semejantes a las del hidrógeno. Cabe anotar que la molécula que se forma entre
el boro y el hidrógeno no sería un hidruro, sería un boruro debido a que el
boro posee mayor electronegatividad. Sin embargo, en la actualidad se lo
clasifica como boranos (Connelly et al., 2005).
En los hidruros metálicos la electronegatividad del hidrógeno es
superior, y por lo tanto el adquiere una carga de -1, esto implica que
forma un enlace simple. La fórmula empírica de los hidruros simples puede
obtenerse mediante la regla de aspa. Como sabemos que el hidrógeno es más
electronegativo para este tipo de compuestos lo colocaremos siempre a la
izquierda. Por otro lado, debido a que el hidrógeno siempre posee 1 como valor
absoluto de su estado de oxidación, la regla de aspa para su fórmula
estructural puede resumirse del siguiente modo (XHn):
Donde n es el
valor absoluto del estado de oxidación del metal. Todo hidruro metálico en el que la diferencia de
electronegatividades sea superior a 1,7 se considera iónico y por lo tanto su fórmula debe
obedecer a la de las sustancias iónicas. Físicamente eso implica la formación
de redes cristalinas. Si aceptamos esto, eso implica que todos los miembros del
grupo 1 forman compuestos iónicos con el hidrógeno. De allí que la forma visual
para los hidruros metálicos se reduzca a fórmulas empíricas o moleculares, pues
no forman barras covalentes en sus estructuras.
Los hidruros
que quedan con una diferencia de electronegatividades cercana al 1,7 son
ambiguos y tenderían a ser iónicos, aunque después del grupo 1 tales hidruros
son más bien raros, por lo que solo valdría la pena formularlos por cuestiones
académicas. Los hidruros con diferencias de electronegatividades más bajas de
1,7 son covalentes y pueden ser formulados estructuralmente con barras.
Ahora con muchos de los hidruros teóricos de los metales de
transición el problema es que no existen… por ejemplo, el hidruro del hierro
de estado de oxidación (+2)
La nomenclatura tradicional emplea como nombre genérico hidruro.
En sí mismo es hidrógeno más el sufijo –uro empleado para el anión de
una sal: hidruro prefijometalsufijo.
Sin embargo, la fórmula general depende del estado de
oxidación, por lo que podemos tener varias formas. Eso depende de la cantidad
de estados de oxidación, ya que hipotéticamente cada elemento debería formar
una cantidad de hidruros igual a su cantidad de números de oxidación. Los
elementos referenciados en la Tabla 4
con asterisco deben ser empleados con sus nombres latinos.
Para elementos con un solo estado
de oxidación no se emplean prefijos, y el sufijo empleado es -ico, aunque se
puede omitir, Ejemplos:
NaH hidruro sódico.
LiH hidruro lítico.
MgH2 hidruro
magnésico.
Para elementos con dos estados de
oxidación, el menor emplea el sufijo oso y el menor ico:
FeH2 hidruro ferroso; FeH3 hidruro
ferrico.
CuH hidruro
cuproso; CuH2 hidruro
cúprico.
TiH3 hidruro titanioso; TiH4 hidruro
titánico.
El hidrógeno tiene un poder
oxidante limitado, por lo que es poco común que pueda sacar el tercer estado de
oxidación de metales con tres o más estados de oxidación.
Emplea la misma raíz hidruro, pero el nombre del elemento va
sin modificaciones, no se modifican a los nombres, así que el estado de
oxidación del metal se indica con números romanos entre paréntesis, que en este
caso es igual a la cantidad de hidrógenos de la fórmula: hidruro de metal(estado de oxidación enromano)
NaH hidruro de sodio(I).
LiH hidruro de litio(I).
MgH2 hidruro de magnesio(II).
TiH3 hidruro de titanio(III).
TiH4 hidruro
de titanio(IV).
Se sigue la nomenclatura sistemática de composición. Los
prefijos son los mismos excepto para cuando hay un solo átomo, pues para el
hidrógeno se emplea el prefijo mono, por lo que quedaría monohidruro, pero para
el elemento que da el nombre específico no se emplea el prefijo mono, lo cual
para el caso de los hidruros metálicos simples es siempre: numeralhidruro de metal.
o
NaH monohidruro
de sodio.
o
LiH monohidruro
de litio.
o
MgH2 dihidruro de magnesio.
o TiH3 trihidruro de titanio.
o
TiH4 tetrahidruro de titanio.
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