水素化合物
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水素化合物(すいそかごうぶつ、ハイドライド、: Hydride)とは、水素と化合した物質のことである。特に、狭義には水素と他の元素とから構成される二元化合物が水素化物と呼ばれる。また、二元化合物以外の水素化合物も含めて水素化物と呼ぶ場合も多い。

また化学反応で水素と化合することを水素化という。
水素化物の分類

出典: [1]

水素化物は分子状化合物、塩類似水素化物(saline hydride)および金属類似水素化物(metallic hydride)またはその中間の水素化物に分類される。アルカリ金属アルカリ土類金属の水素化物は塩類似水素化物である。遷移金属元素ではScTiVCrYZrNbPdLuHfTaの各水素化物が金属類似水素化物であることが分かっている。第13族から第17族元素の水素化物はAlBiPoを抜いて分子状化合物である。また、BeMgAlCuZnはどちらでもない中間的な化合物である。
分子状水素化物

分子状水素化物は共有結合性水素化物とも呼ばれる。分子状水素化物の中には、水素原子がほぼ電気的中性であるものもあれば、陽性・陰性に傾いているものもある。

水素原子がほぼ電気的中性の場合、その水素化物分子にはたらく分子間力はファンデルワールス力のみとなるため、低沸点の化合物となる。たとえば、ホスフィン( PH 3 {\displaystyle {\ce {PH3}}} の沸点は-90℃であり、この特徴を持つ水素化物である。

水素原子が正電荷を帯びた水素化物の場合には、それゆえ生じた双極子に起因する分子間力(プロトン性架橋)が生じるため、高い沸点と融点をもつ。

水素原子が陰性に傾いたヒドリド性水素は反応性が高く、このような特徴をもつジボラン( B 2 H 6 {\displaystyle {\ce {B2H6}}} )などは酸素と激しく反応する。
塩類似水素化物

塩類似水素化物はイオン性水素化物とも呼ばれる。反応性の高い白色固体であり、金属陽イオンと水素化物イオン(H-)から成る。これは、たとえば水素化リチウムの電気分解(溶融塩化リチウム中)において、陽極から水素が発生する反応が起こる 2 H − ( LiCl ) ⟶ H 2 ( g ) + 2 e − {\displaystyle {\ce {2H- (LiCl) -> H2 (g) +2e-}}} ことからわかる。
金属類似水素化物

特定の遷移金属は金属類似水素化物を形成する。たとえば、水素化チタンの組成は ( Ti 4 + ) ( H − ) 1 ⋅ 9 ( e − ) 2 ⋅ 1 {\displaystyle {\ce {(Ti^{4+})(H^{-})_{1.9}(e^{-})_{2.1}}}} となっていると考えられており、これらの化合物が金属光沢や高い電気伝導性を示すのは、こうした自由電子による効果であると考えることができる。

金属類似水素化物は、高圧下で金属と水素を加熱することによって合成できるものが多い。

金属類似水素化物の中には、水素を効率的に貯蔵し、加熱することによって再度水素ガスとして取り出せるような性質を持つものがあり(水素吸蔵合金)、水素自動車への応用が期待されている。
典型元素の水素化物

おもな元素水素化物を示す。

化学式IUPAC組織名慣用名元素群物性
BH3
ボラン (borane)水素化ホウ素 (Boron hydride) ジボランとして存在。ジボラン以外にも各種のボランがある。
CH4カルバン (carbane)メタン (methane) 融点 −183 ℃、沸点 −162 ℃。比重 0.555 の無色の気体。CAS登録番号 74-82-8。記事 メタンに詳しい。
NH3アザン(azane)アンモニア (ammonia) 融点 −74 ℃、沸点 −33.4 ℃。比重 0.597。無色の気体。CAS登録番号 7884-41-7。記事 アンモニアに詳しい。
H2Oオキシダン (oxidane) (water)第16族元素水素化物
(酸素族またはカルコゲン)融点 0 ℃、沸点 100 ℃、比重 1.0 の無色の液体。CAS登録番号7732-18-5。記事 に詳しい。
HFフッ化水素 (hydrogen fluoride, fluorane) ハロゲン化水素融点 −83 ℃、沸点 19.5 ℃。比重 0.99。無色の液体または気体。水に溶けるとフッ化水素酸
AlH3アラン (alane)水素化アルミニウム (aluminium hydride)  
SiH4シラン (silane)水素化ケイ素  
PH3ホスファン (phosphane)ホスフィン (hydrogen phosphide) 融点 −133 ℃、沸点−87.7 ℃。無色の気体。CAS登録番号 7803-51-2。
H2Sスルファン (sulfane)硫化水素 (hydrogen sulfide)第16族元素水素化物
(酸素族)融点 −85.5 ℃、沸点 −60.7 ℃。無色の気体。
HCl塩化水素 (hydrogen chloride, chlorane) ハロゲン化水素融点 −114 ℃、沸点 −85 ℃。


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