Hydrure - Définition

Hydrures interstitiels des métaux de transition

La nature de leur liaison dépend très fort d’un élément à l’autre et change en fonction de conditions externes comme la température, la pression.

L’hydrure de titane est polymérique.

Dans d’autres composés, l’hydrogène est interstitiel. La molécule d’hydrogène se dissocie et les atomes d’hydrogène s’installent dans les trous du réseau cristallin. Très souvent, il n’y a pas de stœchiométrie ; il s’agit plutôt d’une solution. L’hydrogène piégé dans le réseau peut y émigrer, réagir avec les impuretés présentes et dégrader les propriétés du matériau.

Par exemple, l’hydrure de palladium n’est pas encore tout à fait considéré comme un composé bien qu’il se forme probablement PdH₂. La molécule de dihydrogène partage un électron avec le palladium d’une manière encore inconnue et se cache dans les espaces de la structure du cristal de palladium. Le palladium absorbe jusqu’à 900 fois son propre volume d’hydrogène à la température ambiante et est ainsi, peut être la meilleure manière de transporter l’hydrogène pour les piles à énergie des véhicules. L’hydrogène est libéré en fonction de la température et de la pression mais non en fonction de la composition chimique. Les hydrures interstitiels montrent des promesses pour l’emmagasinage de l’hydrogène. Pendant les derniers 25 ans, on a développé beaucoup d’hydrures interstitiels pour absorber et désorber l’hydrogène à la température ambiante et pression atmosphérique.

En général, ils sont basés sur des composés intermétalliques. Cependant leur application est encore limitée puisqu’ils ne sont capables d’emmagasiner que 2 % en poids d’hydrogène ce qui n’est pas assez pour des applications automobiles.

Hydrures mixtes

Composé de structure intermédiaire des précédents, les plus utilisé en chimie de synthèse. Les atomes d'hydrogène sont liés de manière covalente à un atome plus électropositif, formant un anion, auquel se rajoute naturellement un cation. Les deux plus courants sont le borohydrure de sodium et l'aluminohydrure de lithium. Ces composés sont comme les hydrures ioniques des bases et des nucléophiles, mais réagissent plus facilement de cette dernière manière. Ils sont employés pour la réduction de groupements fonctionnels, comme les cétones ,aldéhydes, esters, amides ...

Le borohydrure de sodium est stable en solution aqueuse basique. Le cyanoborohydrure de sodium et le triacétylborohydrure de sodium peuvent être employés en solution aqueuse légèrement acide.

Utilisation

Divers hydrures métalliques sont normalement utilisés comme moyens de stockage d’hydrogène dans les cellules équipant les voitures électriques et les batteries électriques.

Ils ont aussi des applications importantes comme agent réducteur.

Exemples :

• différents types d'hydrures métalliques utilisé comme électrode négative dans les batteries Nickel-hydrures métalliques (Ni-MH)
• hydrure de palladium - électrodes en expérience.
• Tétrahydruroaluminate de lithium - puissant réducteur utilisé en chimie organique
• borohydrure de sodium - réducteur spécifique, stockage d’hydrogène
• hydrure de sodium - une base puissante utilisée en chimie organique
• diborane - agent réducteur, combustible de fusée, dopant pour semi-conducteur, catalyseur, utilisé en synthèse organique comme le borane, le pentaborane et le décaborane
• arsine - utilisée pour doper les semi-conducteurs
• hydrure d’antimoine - utilisée dans l’industrie des semi-conducteurs
• phosphine - utilisée pour les fumigations
• silane - beaucoup d'utilisations industrielles par exemple fabrication de matériaux composites.
• hydrogène sulfuré - contenu dans le gaz naturel ; importante source de soufre
• des composés comme l'eau et les hydrocarbures peuvent être considérés comme des hydrures