Metallhydrid

Metallhydride sind Verbindungen aus einem Metall mit Wasserstoff. Je nach Art der chemischen Bindung zwischen dem Metall und dem Wasserstoff werden sie in verschiedene Gruppen eingeteilt.

Salzartige Metallhydride

Salzartige Metallhydride sind vor allem die Hydride der Alkali- und Erdalkalimetalle, wie zum Beispiel Lithiumhydrid oder Natriumhydrid. Diese Hydride bestehen aus Metall-Kationen und Hydrid-Anionen, die ein typisches Ionenkristallgitter bilden.

Hergestellt werden solche Hydride durch Erhitzen der Metalle mit Wasserstoff. Kommen diese Hydride mit Wasser zusammen, erfolgt meist eine heftige Reaktion unter Freisetzung von Wasserstoff. Manche Alkalimetallhydride entzünden sich bereits an feuchter Luft. In der Chemie werden solche salzartigen Metallhydride oft als starke Reduktionsmittel eingesetzt, da sie leicht Hydrid-Ionen H^- freisetzen.

Kovalente Metallhydride

Kovalente Metallhydride wie zum Beispiel Berylliumhydrid und Aluminiumhydrid sind dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstoff kovalent an das Metall-Atom gebunden ist. Eine besondere Rolle spielen die Silane, die Siliciumwasserstoffe der allgemeinen Formel Si_nH_2n+2, die formal den Alkanen ähneln.

Die kovalenten Metallhydride sind nur bei niedrigen Temperaturen stabil.

Hergestellt werden kovalente Metallhydride, indem man die Metalle in einem organischen Lösemittel mit Lithiumhydrid LiH, Natriumborhydrid NaBH₄ oder Lithiumaluminiumhydrid LiAlH₄ reagieren lässt, also mit sehr starken Reduktionsmitteln.

Metallartige Metallhydride

Unter metallartigen Metallhydriden muss man sich Metalle vorstellen, die elementaren Wasserstoff lediglich absorbiert haben. Um dies zu erreichen, ist ein recht hoher Druck sowie eine hohe Temperatur notwendig, und die Abstände zwischen den Metall-Atomen dürfen nicht zu klein sein. Solche Metallhydride bestehen als aus Metall-Atomen und Wasserstoff-Atomen, wobei die H-Atome in die Lücken des Metallgitters eingelagert sind, was zu einer geringfügigen Ausdehnung des Metallgitters führt. Die Zusammensetzung dieser metallartigen Metallhydride ist nicht stöchiometrisch, sondern eher statistisch.

Bestimmte Metalle können bei dieser Hydridbildung sehr viel Wasserstoff aufnehmen, ein m³ Eisen kann beispielsweise 19 m³ H₂ aufnehmen. Das hört sich viel an, ist aber noch gar nichts gegen Palladium, hier kann 1 m³ sogar 500-900 m³ H₂ aufnehmen.

Verwendung

Metallhydride können vielfältig verwendet werden. Bekannt sind beispielsweise Palladium- und Nickel-Hydride in der Katalyse oder Lithiumaluminiumhydrid LiAlH₄ als Reduktionsmittel in der organischen Synthese.