هيدريد الزئبق (II)

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

هيدريد الزئبق (II) (يُسمى بشكل منهجي ميركوران (2) وثنائي هيدريد الزئبق ) هو مركب غير عضوي صيغته الكيميائية HgH2 (يكتب أيضًا على النحو التالي[HgH[2 ]). وهو غير مستقر ديناميكيًا حراريًا وحركيًا عند درجة حرارة الغرفة، ولذلك، لا يُعرف الكثير عن خصائصه الكلية. ومع ذلك، يمكن أن يكون أيضًا مادة صلبة بيضاء بلورية، مستقرة حركيًا عند درجات حرارة أقل من-125درجة مئوية (-193درجة فهرنهايت)، وقد تم تصنيعه لأول مرة في عام 1951. [ 1 ]  

يُعدّ هيدريد الزئبق الثنائي ثاني أبسط هيدريدات الزئبق (بعد هيدريد الزئبق الأحادي الأقل استقرارًا بكثير ). ونظرًا لعدم استقراره، فإنه لا يُستخدم عمليًا في الصناعة. مع ذلك، يُعدّ هيدريد الزئبق الثنائي عنصرًا أساسيًا في الكيمياء التحليلية ، حيث يدخل في تركيب بعض تقنيات قياس الطيف المستخدمة لتحديد محتوى الزئبق. إضافةً إلى ذلك، يُدرس تأثيره على طرق قياس الطيف الكتلي عالية الحساسية لنسب النظائر التي تتضمن الزئبق، مثل MC-ICP-MS ، عند استخدامه لمقارنة الثاليوم بالزئبق. [ 2 ]

ملكيات

بناء

في هيدريد الزئبق (II) الصلب، ترتبط جزيئات HgH₂ بروابط محبة للزئبق. ويُلاحظ وجود ثلاثيات ونسبة أقل من ثنائيات في البخار. وعلى عكس هيدريد الزنك (II) وهيدريد الكادميوم (II) الصلبين، اللذين يُعتبران مواد صلبة شبكية ، فإن هيدريد الزئبق (II) الصلب عبارة عن مادة صلبة جزيئية مرتبطة بروابط تساهمية . ويعود ذلك إلى التأثيرات النسبية، التي تُفسر أيضًا انخفاض درجة حرارة التحلل نسبيًا إلى -125  درجة مئوية. [ 3 ]

جزيء HgH₂ خطي ومتناظر على شكل H-Hg-H. يبلغ طول الرابطة 1.646543  أنغستروم. تردد التمدد غير المتناظر، ν₃، للرابطة هو 1912.8  سم⁻¹ ، أي 57.34473  تيراهيرتز لنظائر 202Hg و 1 H. [ 3 ] الطاقة اللازمة لكسر رابطة Hg-H في HgH₂ هي 70  كيلو كالوري/مول. أما الرابطة الثانية في HgH الناتج فهي أضعف بكثير، إذ لا تحتاج إلا إلى 8.6  كيلو كالوري/مول لكسرها. ينطلق من تفاعل ذرتي هيدروجين 103.3  كيلو كالوري/مول، ولذلك فإن تكوين HgH₂ من جزيئات الهيدروجين وغاز الزئبق هو تفاعل ماص للحرارة بمقدار 24.2  كيلو كالوري/مول. [ 3 ]

الكيمياء الحيوية

افترض علي رضا شايسته وآخرون أن البكتيريا التي تحتوي على مختزلة الزئبق الفلافوبروتينية ، مثل الإشريكية القولونية ، يمكنها نظرياً اختزال مركبات الزئبق الذائبة إلى HgH2 المتطاير ، والذي من المفترض أن يكون له وجود عابر في الطبيعة. [ 3 ]

إنتاج

اختزال كلوريد الزئبق (II)

يمكن تحضير هيدريد الزئبق (II) عن طريق اختزال كلوريد الزئبق (II) . في هذه العملية، يتفاعل كلوريد الزئبق (II) مع مكافئ ملح الهيدريد لإنتاج هيدريد الزئبق (II) وفقًا للمعادلات التالية، والتي تعتمد على نسبة التفاعل:

2 HgCl 2 + 2H − → HgCl 2− 4 + HgH2
كلوريد الزئبق2 + 2H − → HgH2 + 2Cl − 

توجد اختلافات في هذه الطريقة حيث يتم استبدال كلوريد الزئبق (II) بنظائره الهاليدية الأثقل.

التخليق المباشر

يمكن أيضًا توليد هيدريد الزئبق (II) عن طريق التخليق المباشر من العناصر في الحالة الغازية أو في مصفوفات الغاز الخامل المبردة: [ 3 ]

Hg → Hg *
Hg * + H2 → [HgH2 ]*
[ HgH]2 ]*→HgH2

يتطلب هذا إثارة ذرة الزئبق إلى الحالة 1P أو 3P ، لأن ذرة الزئبق في حالتها الأرضية لا تدخل في الرابطة الهيدروجينية. [ 3 ] تتم الإثارة باستخدام ليزر فوق بنفسجي، [ 1 ] أو تفريغ كهربائي. [ 3 ] يكون المردود الأولي مرتفعًا؛ ومع ذلك، نظرًا لوجود الناتج في حالة مثارة، يتفكك جزء كبير منه بسرعة إلى هيدريد الزئبق (I) ، ثم يعود إلى الكواشف الأولية.

2  [ HgH2 ]*→ 2 HgH +H2
2  HgH → Hg2 ساعة2
الزئبق2 ساعة2 → 2 Hg +H2

هذه هي الطريقة المفضلة لأبحاث عزل المصفوفة. إلى جانب هيدريد الزئبق (II)، فإنها تنتج أيضًا هيدريدات زئبق أخرى بكميات أقل، مثل هيدريدات الزئبق (I) (HgH و Hg2H2 ) .

ردود الفعل

عند معالجة هيدريد الزئبق الثنائي بقاعدة لويس، يتحول إلى مُضاف. وعند معالجته بحمض قياسي، يتحول هيدريد الزئبق الثنائي ومُضافاته إما إلى ملح زئبق أو إلى مُشتق ميركورانيل (2) وهيدروجين عنصري . وتؤدي أكسدة هيدريد الزئبق الثنائي إلى إنتاج الزئبق العنصري. ما لم يتم تبريده إلى ما دون -125 درجة مئوية (-193 درجة فهرنهايت) ، يتحلل هيدريد الزئبق الثنائي لإنتاج الزئبق العنصري والهيدروجين: [ 4 ]  

الزئبق2 → Hg + H2

تاريخ

تم تخليق وتحديد هيدريد الزئبق (II) بنجاح في عام 1951 على يد إيغون ويبرغ ووالتر هينلي، من خلال تفاعل يوديد الزئبق (II) مع رباعي هيدرو ألومينات الليثيوم في خليط من إيثر البترول ورباعي هيدروفوران. في عام 1993، أعلن ليغاي-سومير عن إنتاج HgH₂ في مصفوفات من الأرجون والكريبتون المبردة باستخدام ليزر KrF. [ 1 ] في عام 2004، تم تخليق HgH₂ الصلب بشكل نهائي وتحليله لاحقًا، بواسطة شيويه فنغ وانغ وليستر أندروز ، من خلال تفاعل عزل المصفوفة المباشر للزئبق المُثار مع الهيدروجين الجزيئي. [ 4 ] في عام 2005، تم تخليق HgH₂ الغازي بواسطة علي رضا شايسته وآخرون ، من خلال التفاعل المباشر في الطور الغازي للزئبق المُثار مع الهيدروجين الجزيئي عند درجة حرارة قياسية. [ 5 ] و Xuefeng Wang و Lester Andrews [ 4 ] حددوا بنية الزئبق الصلب HgH2 ، ليكون مادة صلبة جزيئية.

مراجع

  1. 1 2 3 ليجاي-سومير، ن.؛ ف. ليجاي (1993). "الكيمياء الضوئية في المصفوفات المشوبة بالزئبق. أطياف الأشعة تحت الحمراء لهيدريدات الزئبق: HgH2، HgD2، HHgD، HgD". رسائل الفيزياء الكيميائية . 207 ( 2-3 ): 123-128 . Bibcode : 1993CPL...207..123L . doi : 10.1016/0009-2614(93)87001-j . ISSN 0009-2614 . 
  2. ↑ ين، رونشنغ؛ كرابنهوفت، ديفيد؛ بيرغكويست، بريدجيت؛ تشنغ، وانغ؛ ليباك، رايان؛ هيرلي، جيمس (2016). "تأثير تركيزات الزئبق والثاليوم على التحديد عالي الدقة للتركيب النظائري للزئبق بواسطة مطياف الكتلة بالبلازما المقترنة حثيًا متعدد الجامعات من نوع نبتون بلس". مجلة التحليل الطيفي الذري . 31 (10): 2060-2068 . doi : 10.1039/C6JA00107F .
  3. 1 2 3 4 5 6 7 شايسته، علي رضا؛ شانشان يو؛ بيتر ف. بيرناث (2005). "غازات HgH2 وCdH2 وZnH2". الكيمياء: مجلة أوروبية . 11 (16): 4709-4712 . doi : 10.1002/chem.200500332 . ISSN 0947-6539 . PMID 15912545 .  
  4. وانغ ، شيويه فنغ ؛ أندروز، ليستر (2005). "يشكل ثنائي هيدريد الزئبق مادة صلبة جزيئية تساهمية". الكيمياء الفيزيائية والكيمياء الفيزيائية . 7 (5): 750-759 . Bibcode : 2005PCCP....7..750W . doi : 10.1039/b412373e . ISSN 1463-9076 . PMID 19791358 .  
  5. ↑ شايسته، علي رضا؛ يو، شانشان؛ بيرناث، بيتر ف. (2005). "أطياف الانبعاث بالأشعة تحت الحمراء وبنية التوازن لغازي HgH2 وHgD2". مجلة الكيمياء الفيزيائية أ . 109 (45): 10280-10286 . Bibcode : 2005JPCA..10910280S . CiteSeerX 10.1.1.507.4752 . doi : 10.1021/jp0540205 . ISSN 1089-5639 . PMID 16833322 .