氢化铝钠

化合物

氢化铝钠(或称四氢合铝酸钠),是一种配位化合物,化学式为NaAlH4。它是白色易燃性固体,可溶于四氢呋喃,不溶于乙醚类溶剂中。它在有机反应中用作还原剂,也用于储氢。它的结构和氢化铝锂类似,由Na+和四面体的AlH
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构成。[1]

氢化铝钠
IUPAC名
Sodium aluminium hydride
别名 Sodium tetrahydroaluminate
识别
CAS号 13770-96-2  checkY
PubChem 26266
SMILES
 
  • [Na+].[AlH4-]
InChI
 
  • 1S/Al.Na.4H/q-1;+1;;;;
EINECS 237-400-1
性质
化学式 H4AlNa
摩尔质量 54 g·mol−1
外观 白色晶体
密度 1.24 g/cm3
熔点 183 °C(456 K)
溶解性 可溶于THF (16 g/100 mL,室温)
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。

结构、制备和反应

氢化铝钠采取CaWO4结构。四面体AlH
4
中心由八配位的Na+连接。[2] 该化合物可由单质直接合成,反应在200°C和高压下发生,催化剂选用三乙基铝[3]

Na + Al + 2 H2 → NaAlH4

在乙醚中的悬浊液中,它可以和氯化锂反应,得到氢化铝锂

LiCl + NaAlH4 → LiAlH4 + NaCl

这个化合物可以和质子溶剂(如)迅速反应,方程式如下:

4 H2O + NaAlH4 → Na[Al(OH)4] + 4 H2

应用

储氢

氢化铝钠[4]可用作氢气箱中的储氢试剂。[5]反应如下:

3 NaAlH4 → Na3AlH6+ Al + H2
Na3AlH6 → 3 NaH + Al + 3/2 H2

它可以最多释放7.4%质量比的氢气,反应温度为200°C。吸氢反应比较缓慢,充满罐需要数分钟。释放和储存氢可由催化。[6]

有机反应试剂

氢化铝钠是强还原剂,和氢化铝锂(LAH)或二异丁基氢化铝(DIBAL)的性质相似。[7]由于Al-H键和B-H键相比,更弱且更具有极性,它比硼氢化钠的还原性更强,它可以将还原为

参考文献

  1. ^ J. W. Lauher, D. Dougherty P. J. Herley "Sodium tetrahydroaluminate" Acta Crystallogr. 1979, volume B35, pp.1454-1456. doi:10.1107/S0567740879006701
  2. ^ Dougherty, D.; Herley, P. J.; Lauher, J. W. "Sodium tetrahydridoaluminate"Acta Crystallographica B (24,1968-38,1982) (1979) 35, p1454-p1456.
  3. ^ Peter Rittmeyer, Ulrich Wietelmann "Hydrides" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a13_199
  4. ^ Computational Study of Pristine and Titanium-doped Sodium Alanates for ...[失效連結]
  5. ^ Zaluska, A.; Zaluski, L.; Ström-Olsen, J. O. Sodium Alanates for Reversible Hydrogen Storage. Journal of Alloys and Compounds. 2000, 298 (1–2): 125–134. doi:10.1016/S0925-8388(99)00666-0. 
  6. ^ Researchers Solve Decade-Old Mystery of Hydrogen Storage Material. Phys.Org. 2008-02-27 [2017-10-25]. (原始内容存档于2012-10-16). 
  7. ^ Melinda Gugelchuk "Sodium Aluminum Hydride" Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 2001, John Wiley. doi:10.1002/047084289X.rs039