Hydrure - Définition

Introduction

Un hydrure est un composé chimique de l’hydrogène avec d’autres éléments. À l’origine, le terme « hydrure » était strictement réservé à des composés contenant des métaux mais la définition a été étendue à des composés où l’hydrogène a un lien direct avec un autre élément, où l'hydrogène est l'élément électronégatif.

Types

Les hydrures peuvent être classés selon les types de liaisons et la nature des substances liées :

• Hydrures métalloïdiques à liaison covalente ;
• Hydrures métalliques ;
  • Hydrures ioniques ;
  • hydrures à liaison covalente ;
  • Composés d’insertion de l’hydrogène dans un réseau métallique ;

Dans les hydrures contenant des éléments des groupes principaux, l’électronégativité d’un élément en rapport à l’hydrogène détermine si le composé est de l’un des deux premiers types. Les métaux électropositifs, à la gauche du tableau périodique, forment des hydrures covalents bien que le silane soit une des exceptions.

Hydrures covalents

Dans les hydrures covalents, l’hydrogène est lié par une liaison covalente à des éléments plus électropositifs : bore, aluminium et béryllium. L’hydrogène ne forme pas avec eux des composants réellement ioniques dans les conditions normales (le caractère ionique ou covalent d'une liaison est lié à la différence d'électronégativité). Les hydrures covalents présentent une faible liaison de London et pour cela sont volatils à la température ambiante et à la pression atmosphérique.

Les hydrures d'aluminium et de béryllium sont des polymères à cause de leurs liaisons multiples. Le borane présente la particularité d'être un dimère en phase gazeuse. Les propriétés des hydrures covalentes varient individuellement.

Voici la nomenclature de ces hydrures :

• métaux alcalins et terres rares : hydrure du métal ;
• bore : borane ;
• silicium : silane ;
• germanium : germane ;
• étain : stanane ou hydrure d'étain ;
• plomb : hydrure de plomb ou plombane ;
• phosphore : phosphine ;
• arsenic : arsine ;
• antimoine : hydrure d’antimoine ;
• bismuth : hydrure de bismuth ;
• sélénium :hydrure de sélénium ;
• tellure : hydrure de tellure ;
• polonium : hydrure de polonium.

Hydrures ioniques

Description

Dans les hydrures ioniques, l’hydrogène se comporte comme un élément électronégatif et capte un électron du métal pour former l’ion hydrure (H^-) obtenant ainsi la configuration électronique stable de l’hélium ou complétant une orbitale s. L’autre élément est un métal plus électropositif que l’hydrogène, en général un métal alcalin ou alcalino terreux. Ces hydrures sont binaires s’ils comportent seulement deux éléments y compris l’hydrogène. La formule chimique des hydrures binaires ioniques est MH, comme dans l’hydrure de lithium, ou MH₂, comme dans l’hydrure de magnésium. Les hydrures de gallium, d'indium, de thallium et de lanthanides sont aussi ioniques. Leur structure est totalement cristalline.

Préparation

Ils sont préparés en faisant réagir l’élément avec l’hydrogène gazeux, si nécessaire sous pression. Par exemple pour l'hydrure de sodium NaH : 2 Na + H₂ → 2 NaH

Utilisation

Les hydrures ioniques sont couramment utilisés dans la chimie de synthèse. Ce sont des bases fortes et des réducteurs puissants. Cependant l'ion hydrure est un nucléophile dit dur, et donc ne convenant pas pour la réductions de groupement organique comme des cétones ou des aldéhydes, dans ce cas il agira comme une base. Ces hydrures sont utilisés pour la préparation d'autre hydrures, comme la formation de l’hydrure de lithium et d’aluminium :

4 LiH + AlCl₃ → LiAlH₄ + 3 LiCl

Mise en garde

Les hydrures ioniques étant des base fortes, ils sont détruits au contact de l'eau, via une réaction acido-basique.

H^- + H₂O → H₂ (gaz) + OH^-

Cette réaction est exothermique et dégage de l'hydrogène, un gaz très inflammable.