金屬氫化物（metal 氫化物）是由某些金屬元素（堿金屬元素、除鈹（Be）以外的堿土金屬元素、部分d區(qū)元素和部分f區(qū)元素）與氫組成的化合物。此類化合物化學(xué)性質(zhì)活潑，儲(chǔ)量少，但具有很高的使用價(jià)值。常見的金屬氫化物有、氫化鈉、氫化鉀、氫化鈣、一氫化銅、氫化鋁鋰、氫化鋰。
定義
總體定義
氫化物可分成離子型氫化物、共價(jià)型氫化物和金屬型氫化物三類。金屬氫化物分屬于離子型氫化物和金屬型氫化物兩類。
離子型金屬
氫氣同堿金屬及多數(shù)堿土金屬在較高的溫度下直接化合時(shí)，氫原子獲得一個(gè)電子，成為H離子，生成離子型金屬氫化物。常見的離子型金屬氫化物有LiH、NaH、KH、CaH、BaH等。
離子型金屬氫化物需要在較高的溫度下才能生成，因?yàn)榉磻?yīng)H====HΔH>0需要吸收熱量。而鹵族元素單質(zhì)的相應(yīng)反應(yīng)X====XΔH<0是放熱反應(yīng)，因此離子型氫化物遠(yuǎn)不如相應(yīng)的鹵化物存在得普遍。
離子型金屬氫化物都是白色或灰白色晶體，其中LiH和BaH熱穩(wěn)定性較高，分別在688.7℃和1200℃時(shí)熔融而不分解，其他離子型金屬氫化物均在熔化前分解成相應(yīng)的單質(zhì)。熔融態(tài)的離子型金屬氫化物導(dǎo)電。它們的很多性質(zhì)與鹽類相似，因此有時(shí)被稱為鹽型氫化物。
離子型金屬氫化物可與水發(fā)生劇烈反應(yīng)放出氫氣。而在非水性溶劑（如乙醚）中，離子型氫化物能與一些缺電子化合物結(jié)合生成復(fù)合氫化物。離子型金屬氫化物和復(fù)合氫化物均具有強(qiáng)還原性，在高溫下可還原金屬氯化物、氧化物和含氧酸鹽，也可以還原出HO中的H，還可以將CO還原為CO。
金屬型金屬
大多數(shù)d區(qū)元素和f區(qū)元素能形成金屬型氫化物，而VIB族僅有Cr能形成氫化物。VIII族Pd在適當(dāng)壓強(qiáng)下可與氫形成穩(wěn)定的松散相，其化合物組成為PdH（x<1）。Ni只有在高壓下才形成金屬氫化物。Pt在任何條件下都不能形成氫化物，氫只能在Pt表面形成化學(xué)吸附氫化物。常見的金屬型金屬氫化物有CrH、NiH、CuH、ZnH、PdH等。
金屬型金屬氫化物基本上保留著金屬的外觀特征，有金屬光澤，具有導(dǎo)電性，且導(dǎo)電性隨氫含量的增多而降低。金屬型金屬氫化物的另一性質(zhì)是在溫度稍有提高時(shí)，H原子通過固體迅速擴(kuò)散。普通氫氣通過Pd-Ag合金管擴(kuò)散制得超純氫氣即利用了這一特性。
用途
金屬氫化物尤其是離子型金屬氫化物被廣泛用于無機(jī)化合物和有機(jī)合成中作還原劑和氫負(fù)離子的來源，或在野外用作生氫劑，使用方便但價(jià)格昂貴。
另外，研究證明，某些金屬具有很強(qiáng)的捕捉氫的能力，在一定的溫度和壓力條件下，這些金屬能夠大量“吸收”氫氣，反應(yīng)生成金屬氫化物，同時(shí)放出熱量。其后，將這些金屬氫化物加熱，它們又會(huì)分解，將儲(chǔ)存在其中的氫釋放出來。這些會(huì)“吸收”氫氣的金屬，稱為儲(chǔ)氫合金。
儲(chǔ)氫合金的儲(chǔ)氫能力很強(qiáng)。單位體積儲(chǔ)氫的密度，是相同溫度、壓力條件下氣態(tài)氫的1000倍，也即相當(dāng)于儲(chǔ)存了1000個(gè)大氣壓的高壓氫氣。
由于儲(chǔ)氫合金都是固體，既不用儲(chǔ)存高壓氫氣所需的大而笨重的鋼瓶，又不需存放液態(tài)氫那樣極低的溫度條件，需要儲(chǔ)氫時(shí)使合金與氫反應(yīng)生成金屬氫化物并放出熱量，需要用氫時(shí)通過加熱或減壓病使儲(chǔ)存于其中的氫釋放出來，如同蓄電池的充、放電，因此使用儲(chǔ)氫合金不愧是一種極其簡(jiǎn)便易行的理想儲(chǔ)氫方法。
目前研究發(fā)展中的儲(chǔ)氫合金主要有鈦系儲(chǔ)氫合金、鋯系儲(chǔ)氫合金、鐵系儲(chǔ)氫合金及稀土系儲(chǔ)氫合金。
儲(chǔ)氫合金不但有儲(chǔ)氫的本領(lǐng)，而且還有將儲(chǔ)氫過程中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能或熱能的能量轉(zhuǎn)換功能。儲(chǔ)氫合金在吸氫時(shí)放熱，在放氫時(shí)吸熱，利用這種放熱－吸熱循環(huán)，可進(jìn)行熱的儲(chǔ)存和傳輸，制造制冷或采暖設(shè)備。
儲(chǔ)氫合金還可以用于提純和回收氫氣，它可將氫氣提純到很高的純度。例如，普通氫氣通過Pd-Ag合金管擴(kuò)散后可得超純氫氣。采用儲(chǔ)氫合金，可以以很低的成本獲得純度高于99.9999%的超純氫。
儲(chǔ)氫合金的飛速發(fā)展，給氫氣的利用開辟了廣闊的道路。
反應(yīng)過程
金屬氫化物體系較多，不同種類的金屬氫化物因組成元素及晶體結(jié)構(gòu)的不同，其控制步驟可能是不同的。如對(duì)于Mg2Fe合金而言，其大量存在的自由Fe元素可作為一種催化劑，使其表面反應(yīng)速率加快，再加上其表面和體積間比例關(guān)系的改變，將使得控制步驟主要為氫原子的擴(kuò)散或氫化物成核及長(zhǎng)大過程。即使是同一種金屬合金，其控制機(jī)理也存在爭(zhēng)議。以最常見的LaNi5合金為例，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定了氫氣與LaNi5在兩相最初階段的吸氫動(dòng)力學(xué)特性，通過分析認(rèn)為吸氫反應(yīng)的控制機(jī)理應(yīng)為兩相界面處的化學(xué)反應(yīng)過程。LaNi5的吸氫反應(yīng)的控制機(jī)理為氫在灰層的內(nèi)擴(kuò)散過程。其控制機(jī)理應(yīng)該為游離的氫氣分子吸附與分解過程。
參考資料 >