Nickelhydrid – Enzyklopädie

Nickelhydrid beschreibt sowohl anorganische Verbindungen der Formel NiH x als auch verschiedene Koordinationskomplexe.

Binäre Nickelhydride und verwandte Materialien [

"Die Existenz bestimmter Nickel- und Platinhydride ist zweifelhaft." [1] Diese Beobachtung schließt die Existenz von nicht aus nichtstöchiometrische Hydride. In der Tat ist Nickel ein weit verbreiteter Hydrierungskatalysator. Experimentelle Studien zu Nickelhydriden sind selten und hauptsächlich theoretisch.

Wasserstoff härtet Nickel (wie die meisten Metalle) und verhindert, dass Versetzungen im Nickelatom-Kristallgitter aneinander vorbeigleiten. Durch Variieren der Menge an legiertem Wasserstoff und der Form seiner Anwesenheit im Nickelhydrid (gefällte Phase) werden Eigenschaften wie die Härte, Duktilität und Zugfestigkeit des resultierenden Nickelhydrids gesteuert. Nickelhydrid mit erhöhtem Wasserstoffgehalt kann härter und fester als Nickel gemacht werden, aber ein solches Nickelhydrid ist auch weniger duktil als Nickel. Ein Duktilitätsverlust tritt auf, wenn Risse scharf bleiben, weil die elastische Verformung des Wasserstoffs unterdrückt wird, und wenn sich unter Spannung Hohlräume aufgrund der Zersetzung des Hydrids bilden. [2] Die Wasserstoffversprödung kann bei Nickel im Betrieb in Turbinen bei hohen Temperaturen ein Problem darstellen . [3]

In dem engen Bereich der von Nickelhydrid übernommenen Stöchiometrien werden unterschiedliche Strukturen beansprucht. Bei Raumtemperatur ist die stabilste Form von Nickel die flächenzentrierte kubische (FCC) Struktur von α-Nickel. Es ist ein relativ weiches metallisches Material, das nur eine sehr geringe Konzentration an Wasserstoff auflösen kann, nicht mehr als 0,002 Gew .-% bei 1.455 ° C (2.651 ° F) und nur 0,00005% bei 25 ° C (77 ° F). Die feste Lösungsphase mit gelöstem Wasserstoff, die die gleiche Struktur wie das ursprüngliche Nickel beibehält, wird als α-Phase bezeichnet. Bei 25 ° C werden 6 kbar Wasserstoffdruck benötigt, um sich in b = Nickel aufzulösen, der Wasserstoff desorbiert jedoch bei Drücken unter 3,4 kbar. [4]

Oberfläche

Wasserstoff dissoziiert an Nickel Oberflächen. Die Dissoziationsenergien an Ni (111), Ni (100) und Ni (11O) betragen 46, 52 und 36 kJ / mol. Das H2 dissoziiert von jeder dieser Oberflächen bei unterschiedlichen Temperaturen: 320-380, 220-360 und 230-430 K. [4]

Hochdruckphasen

Kristallographisch unterschiedliche Phasen Nickelhydrid werden mit Hochdruckwasserstoffgas bei 600 MPa hergestellt. [4] Alternativ kann es elektrolytisch hergestellt werden. [5] Die Kristallform ist flächenzentriertes kubisches oder β-Nickelhydrid. Das Atomverhältnis von Wasserstoff zu Nickel beträgt eins, wobei Wasserstoff eine oktaedrische Stelle einnimmt. [6] Die Dichte des β-Hydrids beträgt 7,74 g / cm 3 . Es ist grau gefärbt. [6] Bei einer Stromdichte von 1 Ampere pro Quadratzentimeter wird in 0,5 Mol / Liter Schwefelsäure und Thioharnstoff eine Oberflächenschicht aus Nickel in Nickelhydrid umgewandelt. Diese Oberfläche ist mit bis zu Millimeter langen Rissen übersät. Die Rissrichtung liegt in der {001} -Ebene der ursprünglichen Nickelkristalle. Die Gitterkonstante von Nickelhydrid beträgt 3,731 Å, was 5,7% mehr ist als die von Nickel. [5]

Das nahezu stöchiometrische NiH ist instabil und verliert bei Drücken unter 340 MPa Wasserstoff. [4]

Molekulare Nickelhydride []

Eine große Anzahl von Nickelhydridkomplexen ist bekannt. Erläuternd ist der Komplex trans-NiH (Cl) (P (C 6 H 11 ) 3 ) 2 . [7]

Literatur [ bearbeiten ]

Siehe auch [ bearbeiten ]

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