Hydride

Als Hydride bezeichnet man Verbindungen des Wasserstoffs mit anderen Elementen. Diese können in vier Typen unterteilt werden:

Kovalente Hydride
Salzartige Hydride
Metallische Hydride
Komplexe Übergangsmetallhydride

Dabei ist eine scharfe Trennung zwischen diesen Bindungsarten nicht möglich, da sich die Bindungsverhältnisse nicht abrupt, sondern stetig ändern. Lehrbücher ziehen daher jeweils unterschiedliche Trennlinien.

Kovalente Hydride

Hierbei handelt es sich um Wasserstoffverbindungen mit den Halbmetallen und Nichtmetallen der 3.–7. Hauptgruppe. Unter Normalbedingungen handelt es sich meist um Gase oder Flüssigkeiten. Die wichtigste Gruppe dieser Verbindungen sind die Kohlenwasserstoffe. Die Polarität der Bindung hängt hierbei von den Bindungspartnern ab, so gibt es

Verbindungen mit positiviertem Wasserstoff, in welchen der Wasserstoff die Oxidationszahl +1 hat. Beispiele sind Wasser (H₂O), Ammoniak (NH₃) oder Chlorwasserstoff (HCl). Der Wasserstoff hat hier Säurefunktion und wirkt als Oxidationsmittel.

Verbindungen mit negativiertem Wasserstoff, in welchem der Wasserstoff die Oxidationszahl −1 hat. In kovalenten Verbindungen sind diese eher als Sonderfälle zu betrachten. Beispiele sind Silane oder Borane. Hier hat der Wasserstoff eine basische Funktion und wirkt als Reduktionsmittel.

Verbindungen, welche eine schwach polare Wasserstoffbindung enthalten. Wichtig sind hier die Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen der Kohlenwasserstoffe, die als unpolar betrachtet werden. Auch hier erhält der Wasserstoff die Oxidationszahl +1.

Salzartige Hydride

Salzartige Hydride sind ionische Verbindungen, welche das Hydridion H⁻ enthalten. Beteiligt sind hier stark elektropositive Metalle der 1. und 2. Hauptgruppe, mit Ausnahme von Beryllium. Sie kristallisieren in einem Ionengitter. Beispiele: Natriumhydrid (NaH) oder Calciumhydrid (CaH₂). Mit Wasser oder Säuren erfolgt äußerst heftige Wasserstoffentwicklung. Die Reduktionswirkung des Hydridions ist nur bei hohen Temperaturen ausgeprägt, ansonsten fungiert es als sehr starke Base.

Komplexe Hydride

Sie sind ebenfalls salzartig aufgebaut, enthalten aber im Gegensatz zu den salzartigen Hydriden keine freien Hydridionen, sondern an ein Metall oder Halbmetall kovalent gebundenen Wasserstoff. Am bekanntesten und wichtigsten sind hier Lithiumaluminiumhydrid (LiAlH₄, Lithiumtetrahydridoaluminat, Lithiumalanat) und Natriumborhydrid (NaBH₄, Natriumtetrahydridoborat, Natriumboranat). Sie werden als starke Reduktionsmittel in der chemischen Synthese benutzt, da sie den Wasserstoff als Hydridion auf geeignete Substrate übertragen können. Während Lithiumaluminiumhydrid explosionsartig mit Wasser reagiert, kann Natriumborhydrid in wässriger Lösung (und in anderen protischen Lösemitteln wie Alkoholen) eingesetzt werden.

Komplexe Übergangsmetallhydride

Die komplexen Übergangsmetallhydride sind ternäre Verbindungen, welche aus Hydridionen, einem Übergangsmetall (M) und einem elektropositiven Metall (A) bestehen. Sie haben die allgemeine Form A_xM_yH_z. Es existiert eine große Anzahl dieser Verbindungen, allgemein werden sie jedoch unterschieden in Erdalkali-Übergangsmetallhydride und Alkali-Übergangsmetallhydride. Sie kristallisieren in einem Kristallgitter, das komplexe Anionen enthält. Beispiel: Mg₂NiH₄.

Metallische Hydride

In diesen ist der Wasserstoff in das Metallgitter von Übergangsmetallen eingelagert. Meist sind diese nicht stöchiometrisch zusammengesetzt. Die Einlagerung verändert die Struktur sowie die elektronischen Eigenschaften des Metallgitters. Beispiele für stöchiometrische Strukturen:

In der NiAs-Struktur kristallisieren: MnH, CrH
In der Fluorit-Struktur kristallisieren: TiH₂, VH₂, CrH₂ und CeH₂

Basierend auf einem Artikel in:

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