四氫化鈦

四氫化鈦
	系統名; Titanium(IV) hydride
識別
CAS號	14902-91-1
PubChem	187779
SMILES	[TiH4];
UN編號	1871
EINECS	238-972-5
性質
化學式	TiH; 4
摩爾質量	51.899 g·mol⁻¹
溶解性（水）	遇水發生化學反應
	若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

四氫化鈦是一種無機化合物，化學式為TiH
4。它尚未批量獲得，因此其本體性質仍然未知。但是，四氫化鈦分子已在氣體基質中分離出來。它是無色氣體，對熱分解非常不穩定。儘管已通過計算化學計算了其許多性質，但該化合物的性質尚不明確。

製備和穩定性[編輯]

四氫化鈦於 1963年首次被合成，由TiCl₄ 和 H₂的混合物光分解作用而成，然後立刻用質譜法檢測四氫化鈦。^[1] 由於四氫化鈦非常不穩定，因此需要快速的分析。 TiH₄的計算分析得出的預測鍵解離能（解離成Ti+4H）為132 kcal/mol。 ^[2] 由於H₂的解離能為104 kcal/mole，因此TiH₄的不穩定性可以用熱力學預測，分解成金屬鈦和氫氣：

TiH₄ → Ti⁰ + 2 H₂ (76 kcal/mole)

TiH₄，以及其它分子型鈦氫化物（TiH、 TiH₂、TiH₃ 和各種多聚體）可以由鈦杯激光燒蝕（英語：laser ablation）後而成，已在低溫下分離出來。 ^[3]

結構[編輯]

人們覺得在固體四氫化鈦中，分子形成聚合物，並通過共價鍵連接。 ^[4] 計算表明 TiH₄ 容易二聚。^[3] 這在很大程度上歸因於四氫化鈦單體的電子缺乏和氫化物配體的小尺寸。由於配體間斥力的增加可忽略不計，因此四氫化鈦可以在非常低的能壘下進行二聚。

計算出四氫化鈦二聚體是在許多形式之間快速轉化的流變分子，所有形式均含有橋接配體氫。 ^[4] 這是一個三中心二電子鍵的例子。

四氫化鈦單體是含有 sd³ 軌道雜化的過渡金屬化合物中，最簡單的。^[5]

參考資料[編輯]

^ Breisacher, Peter; Siegel, Bernard. Formation of Gaseous Titanium(IV) Hydride and Chlorohydrides of Titanium. Journal of the American Chemical Society. 5 June 1963, 85 (11): 1705–1706. doi:10.1021/ja00894a049.
^ Hood, Diane M.; Pitzer, Russell M.; Schaefer, Henry F. Electronic structure of homoleptic transition metal hydrides: TiH4, VH4, CrH4, MnH4, FeH4, CoH4, and NiH4. The Journal of Chemical Physics. 1 January 1979, 71 (2): 705. Bibcode:1979JChPh..71..705H. doi:10.1063/1.438357.
^ ^3.0 ^3.1 Chertihin, George V.; Andrews, Lester. Reactions of laser ablated Ti atoms with hydrogen during condensation in excess argon. Infrared spectra of the TiH, TiH2, TiH3, and TiH4 molecules. Journal of the American Chemical Society. September 1994, 116 (18): 8322–8327. doi:10.1021/ja00097a045.
^ ^4.0 ^4.1 Webb, Simon P.; Gordon, Mark S. The dimerization of TiH
4. Journal of the American Chemical Society. July 1995, 117 (27): 7195–7201. doi:10.1021/ja00132a020.
^ Jonas, V.; Boehme, C.; Frenking, G. Bent's Rule and the Structure of Transition Metal Compounds. Inorg. Chem. 1996, 35 (7): 2097–2099. doi:10.1021/ic951397o.

[formation-1] Breisacher, Peter; Siegel, Bernard. Formation of Gaseous Titanium(IV) Hydride and Chlorohydrides of Titanium. Journal of the American Chemical Society. 5 June 1963, 85 (11): 1705–1706. doi:10.1021/ja00894a049.

[2] Hood, Diane M.; Pitzer, Russell M.; Schaefer, Henry F. Electronic structure of homoleptic transition metal hydrides: TiH4, VH4, CrH4, MnH4, FeH4, CoH4, and NiH4. The Journal of Chemical Physics. 1 January 1979, 71 (2): 705. Bibcode:1979JChPh..71..705H. doi:10.1063/1.438357.

[Chertihin1994-3] 3.0 ^3.1 Chertihin, George V.; Andrews, Lester. Reactions of laser ablated Ti atoms with hydrogen during condensation in excess argon. Infrared spectra of the TiH, TiH2, TiH3, and TiH4 molecules. Journal of the American Chemical Society. September 1994, 116 (18): 8322–8327. doi:10.1021/ja00097a045.

[Webb1995-4] 4.0 ^4.1 Webb, Simon P.; Gordon, Mark S. The dimerization of TiH
4. Journal of the American Chemical Society. July 1995, 117 (27): 7195–7201. doi:10.1021/ja00132a020.

[5] Jonas, V.; Boehme, C.; Frenking, G. Bent's Rule and the Structure of Transition Metal Compounds. Inorg. Chem. 1996, 35 (7): 2097–2099. doi:10.1021/ic951397o.

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