Hidruro de cromo (I)
Hidruro de cromo

Modelo de varilla y bola de la molécula de hidruro de cromo
Nombres
Otros nombres

Cromohidruro monohidruro
Identificadores
  • 13966-79-5
Modelo 3D ( JSmol )
  • Imagen interactiva
Araña química
  • 29331166
Identificador de centro de PubChem
  • 57456817
  • InChI=1S/Cr.H/q+1;-1
    Clave: UUWBKSAWTLMFGW-UHFFFAOYSA-N
  • InChI=1/Cr.H/q+1;-1
    Clave: UUWBKSAWTLMFGW-UHFFFAOYAP
  • [H-].[Cr+]
Propiedades
CRH
Masa molar53,0040 g/mol
AparienciaGas incoloro
Compuestos relacionados
Compuestos relacionados
Hidruro de hierro (I)
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para los materiales en su estado estándar (a 25 °C [77 °F], 100 kPa).
Compuesto químico

El hidruro de cromo (I) , denominado sistemáticamente hidruro de cromo , es un compuesto inorgánico con la fórmula química (CrH)
norte(también escrito como ([CrH])
norteo CrH). Se encuentra de forma natural en algunos tipos de estrellas donde se ha detectado por su espectro. Sin embargo, se ha aislado hidruro de cromo(I) molecular con la fórmula CrH en matrices de gas sólido. El hidruro molecular es muy reactivo. Como tal, el compuesto no está bien caracterizado, aunque muchas de sus propiedades se han calculado mediante química computacional .

Formas moleculares

AG Gaydon creó por primera vez el gas CrH con un arco eléctrico entre electrodos de cromo en una llama de aire e hidrógeno. [1] El CrH se puede formar mediante la reacción del vapor de metal de cromo, creado por una descarga eléctrica en presencia de hidrógeno. La descarga eléctrica rompe las moléculas de H 2 en átomos de H reactivos. Por lo tanto, la reacción se desarrolla como Cr(g) + H → CrH. [2]

Otro método para producir CrH es hacer reaccionar vapor de carbonilo de cromo (Cr(CO) 6 ) con hidrógeno atómico generado por una descarga eléctrica. [3]

El hidruro de cromo también se puede formar haciendo reaccionar el cromo con metano en un arco eléctrico. Esto también produce una variedad de moléculas de cromo que contienen carbono e hidrógeno, como CrCH3 y CrCCH. [4] También es posible atrapar CrH en una matriz de gas noble argón sólido . El argón sólido no reacciona con CrH y permite estudiar moléculas reactivas que deben mantenerse separadas de otras moléculas. [5] Los investigadores que produjeron las moléculas de CrH atrapadas también creen que crearon y atraparon moléculas de CrH2 , basándose en su espectro. [6]

Propiedades

Cuando se produce en la reacción con vapor de cromo en una descarga eléctrica, el gas hidruro de cromo brilla con un color verde azulado brillante. [2]

El estado electrónico fundamental de CrH es 6 Σ + . [2] La configuración electrónica externa es σ 2 σ 1 δ 2 π 2 . [2] El electrón σ 2 es el electrón de enlace con el hidrógeno, y los otros electrones están desapareados . La única parte de la molécula con espín nuclear , es el protón en el hidrógeno. La estructura hiperfina de las líneas espectrales es extremadamente fina. [2] El término de contacto de Fermi que mide la división hiperfina es solo -34,43 MHz, mientras que para el átomo de hidrógeno es 1420,40575177 MHz . [2]

El momento dipolar de la molécula es 3,864  Debye . [2] [7]

La energía de disociación necesaria para romper la molécula en dos átomos es 2,118 eV [7] o 1,93 eV. [8]

La molécula de CrH es fuertemente paramagnética. Puede tener una vida útil de más de 0,1 segundos cuando está atrapada en 3 He enfriado a 0,650 K. [9]

Espectro

Al igual que otras moléculas, la molécula de CrH puede almacenar energía de varias maneras. En primer lugar, la molécula puede girar y el átomo de hidrógeno parece orbitar alrededor del átomo de cromo. En segundo lugar, puede vibrar y los dos átomos rebotan uno hacia el otro y se alejan el uno del otro. En tercer lugar, los electrones pueden cambiar de un orbital atómico a otro en el átomo de cromo. Todo esto puede suceder al mismo tiempo. Todas las numerosas combinaciones de cambios dan como resultado muchos cambios de energía posibles diferentes. Cada uno de estos cambios coincidirá con una frecuencia en el espectro electromagnético que se absorbe. Cuando muchas de estas frecuencias se agrupan en un grupo, se produce una banda de absorción.

En 1937 se descubrió una banda espectral ultravioleta entre 360 ​​y 370 nm. [1] Se observa una transición 6 Σ + –X 6 Σ + en estrellas y manchas solares de tipo S y también en enanas marrones de tipo L. [2] [10]

Submilimetro

Los cambios en la velocidad de rotación de la molécula dan lugar a un espectro de infrarrojo lejano. La transición N=1 → 0 tiene frecuencias de línea en 5/2 → 3/2 337,259145 GHz, 5/2 → 7/2 362,617943 GHz y 362,627794 GHz, y 5/2 → 5/2 396,541818 GHz y 396,590874 GHz. N=2 → 1 735 GHz; N=3 → 2 a 1,11 THz N=4 → 3 a 1,47 THz [2]

Kleman y Uhler observaron el espectro infrarrojo y fueron los primeros en notar bandas de absorción. [2] [11]

Aparición en estrellas

La existencia de CrH en estrellas no se estableció hasta 1980, cuando se identificaron líneas espectrales en estrellas de tipo S y manchas solares. [4] CrH se descubrió en enanas marrones en 1999. Junto con FeH , CrH se volvió útil para clasificar enanas L. [4] El espectro de CrH se identificó en una gran mancha solar en 1976, pero las líneas son mucho menos prominentes que las de FeH. [12]

La concentración de CrH en el tipo L5 de enana marrón es de 3 partes por mil millones en comparación con H, mientras que la abundancia normal de cromo es de 0,5 partes por millón en comparación con el hidrógeno. [2] En las estrellas de tipo S, apareció una serie de líneas desconocidas en el espectro infrarrojo cercano. Se denominaron bandas de Keenan en función de un espectro de R Cyg . Una de las bandas con una cabeza de banda a 861,11 nm se identificó como debida a CrH. [13]

El CrH se utiliza para clasificar las enanas marrones de tipo L en los subtipos L0 a L8. La banda de absorción de CrH es una característica diagnóstica de las estrellas de tipo L. Para los subtipos de enanas marrones de tipo L, L5 a L8, la banda de CrH a 861,1 nm es más prominente que la banda de FeH a 869,2 nm y para L4 estas dos bandas son igualmente fuertes. Para las estrellas de tipo L0, las líneas de TiO son similares en fuerza a las líneas de CrH, y en L1 las líneas de Ti0 son ligeramente más débiles que las de CrH. L1 a L3 tienen una banda de FeH más fuerte que la de CrH. [14]

Hidruro de cromo (II)

Un compuesto químico relacionado es el hidruro de cromo (II) más estable , identificado por Weltner et al. en 1979 usando una matriz de argón sólido. [6] Este compuesto es susceptible a la dimerización en la fase gaseosa. El dímero es más estable que el monómero en 121 kJ mol −1 . [15] El hidruro de cromo (II) es el hidruro clásico de cromo en estado fundamental más hidrogenado. [15] Se predice que CrH 2 tendrá una forma curva, en lugar de lineal. [16] El ángulo de enlace es de 118 ± 5°. [17] La ​​constante de fuerza de estiramiento es de 1,64 mdyn / Å. [17] En una matriz de gas inerte, el Cr atómico reacciona con H 2 para formar el dihidruro cuando se irradia con luz ultravioleta entre 320 y 380 nm. [17] El número CAS es 13966-81-9. [18]

Hidruros no clásicos

También existen otros hidruros no clásicos. Incluyen moléculas de dihidrógeno como ligando, como CrH(H 2 ), CrH 2 (H 2 ), CrH 2 (H 2 ) 2 . [15] Los hidruros no clásicos se forman al reaccionar hidruro de cromo (I) o cromo (II) con gas dihidrógeno, con gas inerte opcional. [15] El excímero de trihidruro de cromo se forma cuando CrH 2 (H 2 ) se somete a luz verde o amarilla. [17]

Referencias

  1. ^ ab Gaydon, AG; RWB Pearse (1937). "Espectro de bandas del hidruro de cromo, CrH". Nature . 140 (3533): 110. Bibcode :1937Natur.140..110G. doi : 10.1038/140110a0 . ISSN  0028-0836.
  2. ^ abcdefghijk Halfen, DT; LM Ziurys (10 de agosto de 2004). "El espectro submilimétrico de CrH y CrD (X 6Σ+)". The Astrophysical Journal . 611 (1). The American Astronomical Society: L65–L68. Bibcode :2004ApJ...611L..65H. doi : 10.1086/423426 .
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