Mostra la font per a Hidrur

<div style="float:right;margin-right:10px;margin-bottom:10px;margin-top:10px;text-align:center">
<gallery>
Fitxer:Arsine-3D-balls.png|Model de boles de la molècula d'arsà <chem>AsH3</chem>
Fitxer:Arsine.png|Estructura de la molècula d'arsà <chem>AsH3</chem>
</gallery>

</div>

Un '''hidrur''' és un [[compost químic]] constituït per la combinació de l'[[hidrogen]] amb un o més [[Element químic|elements]] diferents. Es poden distingir tres tipus bàsics d'hidrurs: els iònics, els metàl·lics i els covalents, en funció del tipus d'[[enllaç químic]] implicat.

== Hidrurs iònics ==
Els hidrurs iònics es caracteritzen per la presència de l'anió hidrur <chem>H-</chem> enllaçat a cations de metalls mitjançant [[enllaç iònic]]. Els hidrurs iònics més comuns són els dels [[Metall alcalí|metalls alcalins]] i els del [[Alcalinoterri|metalls alcalinoterris]] (amb la possible excepció de l'[[hidrur de beril·li]], <chem>BeH2</chem> i l'[[hidrur de magnesi]], <chem>MgH2</chem>).<ref name=:0>{{Ref-web|títol=Hydride|url=https://www.britannica.com/science/hydride|consulta=16 desembre 2019|llengua=en|editor=Encyclopædia Britannica, inc.|data=10 octubre 2016|obra=Encyclopædia Britannica|nom=Steven S. Zumdahl}}</ref> Aquests metalls es combinen per reacció directa amb l'hidrogen gas a temperatures elevades (300–700 °C) per produir hidrurs de fórmules generals <chem>MH</chem> i <chem>MH2</chem>. S'anomenen amb la nomenclatura estequiomètrica com ''hidrur de metall''. Per exemple [[hidrur de liti]] <chem>LiH</chem> i [[hidrur de calci]] <chem>CaH2</chem>.<ref name=:1>{{Ref-web|títol=Resumen de las normas IUPAC 2005 de nomenclatura de Química Inorgánica para su uso en enseñanza secundaria y recomendaciones didácticas|url=https://rseq.org/mat-didacticos/resumen-de-las-normas-iupac-2005-de-nomenclatura-de-quimica-inorganica-para-su-uso-en-ensenanza-secundaria-y-recomendaciones-didacticas/|consulta=2019-12-16|llengua=es|editor=Reals Sociedad Española de Química}}</ref>

=== Història ===
Les primeres investigacions sobre els hidrurs iònics dels metalls alcalins es remunten al període 1808–1811 quan els químics francesos [[Joseph-Louis Gay-Lussac]] i [[Louis Jacques Thénard|Louis-Jacques Thénard]] observaren que si feien passar hidrogen damunt de [[potassi]] escalfat, aquell s'absorbia i el potassi es transformava de metall a un composts pulverulent que es descomponia en contacte amb l'aigua. A París el 1840, A. Jacquelain emprà l'absorció de l'hidrogen pel potassi com a mètode de purificació de l'hidrogen. El 1847 els francesos [[Paul Hautefeuille]] i [[Louis-Joseph Troost]] estudiaren la reacció de l'hidrogen amb liti, sodi i potassi. Posteriorment d'altres investigadors profunditzaren en l'estudi d'aquests hidrurs. El 1891 l'alemany [[Clemens Alexander Winkler]] preparà els primers hidrurs de metalls alcalinoterris. Observà que quan es reduïen els òxids dels alcalinoterris amb magnesi i atmosfera d'hidrogen es formaven nous composts sòlids que desprenien hidrogen quan reaccionaven amb aigua. El 1916 el químic nord-americà [[Gilbert Newton Lewis]] reconegué el caràcter iònic d'aquest hidrurs i suggerí l'existència de l'anió hidrur <chem>H-</chem>. Aquesta hipòtesi fou confirmada per Karl Moers, [[Walther Hermann Nernst]] i Peters electrolitzant hidrur de liti fus.<ref>{{Ref-llibre|títol=Metal Hydrides|url=https://www.worldcat.org/oclc/895249230|editorial=Elsevier Science|data=2013|isbn=1-322-27099-6|cognom=Magee|nom=C.B.|capítol=Saline Hydrides|editor=Mueller, W.M., Blackledge, J.P., Libowitz, G.G.}}</ref>

=== Propietats ===
[[Fitxer:Sodium-hydride-3D-vdW.png|miniatura|Model de l'estructura cristal·lina de l'hidrur de sodi <chem>NaH</chem>. En blanc l'anió hidrur i en lila el catió sodi(1+)]]
Aquests compostos són sòlids cristal·lins blancs quan són purs, però solen ser grisos, a causa de les impureses del metall. Els estudis estructurals demostren que aquests hidrurs contenen l'anió hidrur, <chem>H-</chem>, amb un radi cristal·logràfic que depèn de la identitat del metall però intermedi amb l'anió fluorur, <chem>F-</chem> (133 pm), i l'anió clorur <chem>Cl-</chem> (184 pm). Aquest radi és una mica menor que el radi calculat per a l'anió lliure de 208 pm. Aquest valor no s'ha observat de forma experimental, cosa que probablement es pot atribuir a dos factors: (1) el núvol d'electrons de <chem>H-</chem> és difús i fàcilment compressible, i (2) és probable que hi hagi algun caràcter covalent a l'enllaç metall-hidrogen. L'ió hidrur dels hidrurs iònics és una base forta i aquests hidrurs reaccionen instantàniament i quantitativament amb el catió hidrogen(1+) <chem>H+</chem> de l'aigua per produir gas hidrogen i l'anió hidròxid en solució.<ref name=:0/>

<chem display="block">H- + H2O -> H2 + OH-</chem>
Com que els hidrurs iònics reaccionen vigorosament amb l'aigua, proporcionant grans volums d'hidrogen gasós, aquesta propietat els fa útils com a fonts lleugeres d'hidrogen portàtils.

El beril i el magnesi també formen hidrurs estequiomètrics de <chem>MH2</chem>. Tot i això, aquests hidrurs són de naturalesa més covalent. És difícil aïllar <chem>BeH2</chem> pur, però es creu que la seva estructura és polimèrica amb àtoms d'hidrogen pont. Altres exemples d'hidrurs iònics són l'hidrur de sodi <chem>NaH</chem> i l'hidrur de calci, <chem>CaH2</chem>. Exemples d'hidrurs iònics complexos inclouen [[hidrur d'alumini i liti]], <chem>LiAlH4</chem> i [[borohidrur de sodi]], <chem>NaBH4</chem>, tots dos són productes químics comercials utilitzats com a agents reductors (substàncies que proporcionen electrons en reaccions de reducció de l'oxidació).<ref name=:0/>

== Hidrurs metàl·lics ==
[[Fitxer:Fcc-CrH2.jpg|miniatura|Model de l'estructura cristal·lina de l'hidrur de crom(II) <chem>CrH2</chem>. Cations crom(2+) en blau i cations hidrogen(1+) en gris]]
Els [[Metall de transició|metalls de transició]] del grup 3 al grup 10 i els de transició interna ([[Lantanoide|lantanoides]] i [[Actinoide|actinoides]]) formen una gran varietat de compostos amb hidrogen, que van des de compostos estequiomètrics fins a sistemes no-estequiomètrics extremadament complicats. Els hidrurs metàl·lics (abans anomenats hidrurs intersticials) tenen algunes característiques de metalls, com ara la [[Brillantor superficial|brillantor]] i la forta [[conductivitat elèctrica]]. Tanmateix, tendeixen a tenir propietats físiques variables, sent algunes més trencadisses i altres més dures que els metalls a partir dels quals estan fabricats. Aquests compostos es consideren de naturalesa intermèdia entre [[Sal (química)|sals]] i [[Aliatge|aliatges]]. Els hidrurs metàl·lics consisteixen essencialment en protons o ions hidrogen(1+) <chem>H+</chem> i cations metàl·lics en un nigul d'electrons. El brillantor i la conductivitat elèctrica s'atribueixen a la relativa llibertat de moviment d'electrons a l'hidrur.<ref name=:0/>
[[Fitxer:Titanium hydride TiH2.jpg|miniatura|Hidrur de titani(II) <chem>TiH2</chem>]]
Els hidrurs metàl·lics es formen escalfant gas hidrogen amb els metalls o els seus aliatges. Els compostos més estudiats són els dels metalls de transició més electropositius (grups de l'[[escandi]], del [[titani]] i del [[vanadi]]). Per exemple, al grup del titani, el titani, el zirconi i l'hafni formen hidrurs no estequiomètrics quan absorbeixen hidrogen i alliberen calor. Aquests hidrurs tenen una reactivitat química similar al propi metall finament dividit, sent estables a l'aire a temperatura ambient però reactius quan s'escalfen a l'aire o amb compostos àcids. També tenen l'aspecte del metall, sent sòlids negres grisencs. El metall sembla estar en estat d'oxidació +3, i l'enllaç és predominantment metàl·lic. Aquests hidrurs s'utilitzen com a agents reductors en alguns processos (per exemple, [[metal·lúrgia]]). Els metalls de transició interna (els [[Lantanoide|lantanoides]] i [[Actinoide|actinoides]]) també formen hidrurs no estequiomètrics. Per exemple, el [[lantani]] reacciona amb gas hidrogen a pressió atmosfèrica amb poc o cap escalfament per produir un sòlid negre que s'inflami a l'aire i reacciona vigorosament amb l'aigua. L'[[hidrur d'urani(III)]] <chem>UH3</chem> és l'hidrur més important dels metalls actinoides. Aquest compost és útil químicament per a la preparació de compostos d'urani i es prepara per reacció amb hidrogen a 300 ° C:<ref name=:0/>

<chem display="block">2U + 3H2 -> 2UH3</chem>

== Hidrurs covalents ==
[[Fitxer:CuH.png|miniatura|Hidrur de coure(I) <chem>CuH</chem>]]
Els hidrurs covalents són compostos d'hidrogen amb els elements ([[Metall de transició|metalls de transició]] i [[No-metall|no-metalls]]) dels grups 11 al 17 i el [[beril·li]] i el [[magnesi]], en els quals els enllaços són [[Enllaç covalent|enllaços covalents]].<ref>{{Ref-llibre|títol=Metal Hydrides|url=https://www.worldcat.org/oclc/895249230|editorial=Elsevier Science|data=2013|isbn=1-322-27099-6|cognom=Siegel|nom=B. |cognom2=Libowitz |nom2=G.G. |capítol=The Covalent Hydrides and Hydrides of the Groups V to VIII Transition Metals|editor=Mueller, W.M., Blackledge, J.P., Libowitz, G.G.}}</ref> S'anomenen amb la nomenclatura estequiomètrica com ''hidrur de no-metall'' ''(o metall)'' amb el corresponent prefix multiplicador davant ''hidrur''. Per exemple: [[Fosfà|trihidrur de fòsfor]] <chem>PH3</chem>, [[Silà (híbrid)|tetrahidrur de silici]] <chem>SiH4</chem>; o simplement amb acabant el nom llatí del no-metall amb ''–à''. Exemples: fosfà <chem>PH3</chem>, silà <chem>SiH4</chem>.<ref name=:1/>

La majoria dels hidrurs de no-metalls són compostos volàtils, units a l'estat condensat per [[Força intermolecular|interaccions intermoleculars]] relativament febles de [[Forces de van der Waals|van der Waals]]. Els hidrurs covalents són líquids o gasos que tenen punts de fusió i ebullició baixos, excepte en aquells casos, com ara l'aigua, on les seves propietats es modifiquen per l'[[enllaç d'hidrogen]]. Per exemple, encara que volàtils, [[amoníac]] o azà <chem>NH3</chem>, [[aigua]] <chem>H2O</chem> i [[fluorur d'hidrogen]] <chem>HF</chem> es mantenen units en estat líquid principalment mitjançant l'enllaç d'hidrogen.[[Fitxer:B12H12 icosahedron view2.png|miniatura|Model de l'estructura del <chem>B12H12</chem>]]Els hidrurs covalents es poden formar amb els elements del grup 13 de la taula periòdica: bor, alumini i gal·li. El [[bor]] forma una extensa sèrie d'hidrurs, com ara el [[hexahidrur de dibor]] <chem>B2H6</chem>. Els compostos neutres d'hidrogen d'alumini i gal·li són espècies evasives, tot i que s'han detectat i caracteritzat fins a cert punt <chem>AlH3</chem> i <chem>Ga2H6</chem>. Les espècies iòniques tant de [[bor]] com de l'[[alumini]], el [[boranur]] <chem>BH4-</chem> i l'[[alumanur]] <chem>AlH4-</chem> s'utilitzen àmpliament com a fonts d'hidrur.<ref name=:0/>

A mesura que a la taula periòdica es passa del grup 13 al grup 17, els compostos d'hidrogen dels no metalls es tornen més àcids i tenen menys naturalesa d'hidrur. És a dir, cada cop són menys capaços de donar <chem>H-</chem> i tenen més probabilitats de donar <chem>H+</chem>. Al grup 14, el carboni forma la classe més extensa de compostos d'hidrogen de qualsevol element de la taula periòdica, els [[Hidrocarbur|hidrocarburs]] ([[metà]] <chem>CH4</chem>, [[età]] <chem>C2H6</chem>, etc.). Tots els altres elements del grup 14 formen hidrurs que no són bons donants d'<chem>H+</chem>. Això també és cert per als hidrurs del grup 15.

Al grup 16 tots els elements formen dihidrurs. Els compostos d'hidrogen formats amb els elements que segueixen l'oxigen —<chem>H2S</chem>, <chem>H2Se</chem> i <chem>H2Te</chem>— són gasos tòxics volàtils i amb olors repulsius. Com que aquests elements són més electronegatius que l'hidrogen, s'anomenen com [[sulfur d'hidrogen]], [[selenur d'hidrogen]] i [[tel·lurur d'hidrogen]]. Es preparen fàcilment afegint àcid diluït al sulfur, selenur o tel·lurur metàl·lics corresponents. Tots aquests hidrurs del grup 16 actuen com a àcids febles a l'aigua, i l'acidesa augmenta en baixar en el grup. La capacitat de l'hidrur de donar un catió d'hidrogen <chem>H+</chem> es pot correlacionar directament amb la força d'enllaç decreixent de l'enllaç covalent element-hidrogen. És a dir, a mesura que la força de l'enllaç disminueix en el grup, l'acidesa augmenta. Per la mateixa raó, la reactivitat química general dels hidrurs de no-metalls també augmenta augmentant el nombre atòmic del no metall.<ref name=:0/>

<div style="float:right;margin-right:10px;margin-bottom:10px;margin-top:10px;text-align:center">
<gallery>
Fitxer:Ammonia-3D-vdW.svg|Model de la molècula d'amoníac <chem>NH3</chem>
Fitxer:Hydrogen-sulfide-3D-vdW.svg|Model de la molècula de sulfur d'hidrogen <chem>H2S</chem>
Fitxer:Hydrogen-chloride-3D-vdW.svg|Model de la molècula de clorur d'hidrogen <chem>HCl</chem>
</gallery>
</div>

Cadascun dels [[Halogen|halògens]] forma un compost binari amb hidrogen, <chem>HX</chem>. S'anomenen com ''halogenurs d'hidrogen''. Exemples: [[fluorur d'hidrogen]] <chem>HF</chem> o [[iodur d'hidrogen]] <chem>HI</chem>. A temperatura i pressió ambient, aquests compostos són gasos, amb el fluorur d'hidrogen que té el punt d'ebullició més alt degut a l'[[enllaç d'hidrogen]] intermolecular.Com es troba en el grup 16, els halogenurs d'hidrogen són donants de protons <chem>H+</chem>en solució aquosa. Tanmateix, aquests compostos són, com a classe, àcids molt més forts. La força en àcids dels compostos <chem>HX</chem> augmenta cap a baix del grup, sent <chem>HF</chem> un àcid molt dèbil i <chem>HI</chem> és el donant de protons més fort. A excepció de <chem>HF</chem>, tots els halogenurs d'hidrogen es dissolen a l'aigua per formar àcids forts. La diferència en la capacitat de donació de protons de <chem>HF</chem> i dels altres compostos <chem>HX</chem> es deu a diversos factors, entre ells el fort enllaç que es forma entre hidrogen i fluor.<ref name=:0/>

Dos anions hidrurs del grup 13 són agents reductors coneguts. L'anió boranur <chem>BH4-</chem> i l'anió alumanur <chem>AlH4-</chem> i els seus derivats són alguns dels agents reductors més utilitzats en la química. Els cations més utilitzats són <chem>Na+</chem> per <chem>BH4-</chem> (per formar boranur de sodi <chem>NaBH4</chem>) i <chem>Li+</chem> per <chem>AlH4-</chem> (alumanur de liti <chem>LiAlH4</chem>). Els dos compostos tenen usos específics tant en les reaccions de reducció orgànica com inorgànica. L'hidrur de gal·li i liti, <chem>LiGaH4</chem>, també es pot utilitzar com a agent reductor. Quan són purs, tots aquests compostos són sòlids cristal·lins blancs, i les seves estabilitats tèrmiques i químiques són tals que les dels compostos de bor són majors que les dels compostos d'alumini, que són al seu torn més grans que les dels compostos de gal·li.<ref name=:0/>

== Vegeu també ==
* [[Hidrur de liti]]
* [[Hidrur de sodi]]

== Referències ==
{{Referències}}

{{Commonscat}}
{{Autoritat}}

[[Categoria:Compostos inorgànics]]