Hidruro de níquel

hidruro de níquel es un compuesto inorgánico de fórmula NiH_x o cualquiera de una variedad de complejos de coordinación.

Hidruros de níquel binario y materiales relacionados

"La existencia de hidruros definidos de níquel y platino está en duda". Esta observación no excluye la existencia de hidruros no estequiométricos. De hecho, el níquel es un catalizador de hidrogenación ampliamente utilizado. Los estudios experimentales sobre hidruros de níquel son raros y principalmente teóricos.

El hidrógeno endurece el níquel (como lo hace con la mayoría de los metales), impidiendo que las dislocaciones en la red cristalina del átomo de níquel se deslicen entre sí. La variación de la cantidad de hidrógeno de aleación y la forma de su presencia en el hidruro de níquel (fase precipitada) controla cualidades como la dureza, la ductilidad y la resistencia a la tracción del hidruro de níquel resultante. El hidruro de níquel con mayor contenido de hidrógeno se puede hacer más duro y resistente que el níquel, pero dicho hidruro de níquel también es menos dúctil que el níquel. La pérdida de ductilidad ocurre debido a que las grietas mantienen las puntas afiladas debido a la supresión de la deformación elástica por el hidrógeno y la formación de vacíos bajo tensión debido a la descomposición del hidruro. La fragilización por hidrógeno puede ser un problema en el uso del níquel en turbinas a altas temperaturas.

En el estrecho rango de estequiometrías adoptadas por el hidruro de níquel, se afirman estructuras distintas. A temperatura ambiente, la forma más estable de níquel es la estructura cúbica centrada en las caras (FCC) α-níquel. Es un material metálico relativamente blando que puede disolver solo una concentración muy pequeña de hidrógeno, no más del 0,002 % en peso a 1455 °C (2651 °F) y solo el 0,00005 % a 25 °C (77 °F). La fase de solución sólida con hidrógeno disuelto, que mantiene la misma estructura que el níquel original, se denomina fase α. A 25 °C, se necesitan 6 kbar de presión de hidrógeno para disolverse en β-níquel, pero el hidrógeno se desorbe a presiones inferiores a 3,4 kbar.

Superficie

El hidrógeno se disocia en superficies de níquel. Las energías de disociación en las caras cristalinas de Ni(111), Ni(100) y Ni(11O) son respectivamente 46, 52 y 36 kJ/mol. El H₂ se disocia de cada una de estas superficies a distintas temperaturas: 320–380, 220–360 y 230–430 K.

Fases de alta presión

Se producen fases cristalográficamente distintas de hidruro de níquel con hidrógeno gaseoso a alta presión a 600 MPa. Alternativamente, se puede producir electrolíticamente. La forma cristalina es cúbica centrada en las caras o hidruro de β-níquel. Las proporciones atómicas de hidrógeno a níquel son de hasta uno, con el hidrógeno ocupando un sitio octaédrico. La densidad del β-hidruro es de 7,74 g/cm³. Es de color gris. A una densidad de corriente de 1 amperio por decímetro cuadrado, en 0,5 mol/litro de ácido sulfúrico y tiourea, una capa superficial de níquel se convertirá en hidruro de níquel. Esta superficie está repleta de grietas de hasta milímetros de largo. La dirección del agrietamiento está en el plano {001} de los cristales de níquel originales. La constante de red del hidruro de níquel es 3,731 Å, que es un 5,7 % más que la del níquel.

El NiH casi estequiométrico es inestable y pierde hidrógeno a presiones inferiores a 340 MPa.

Hidruros de níquel molecular

Se conoce una gran cantidad de complejos de hidruro de níquel. Es ilustrativo el complejo trans-NiH(Cl)(P(C₆H₁₁)₃)₂.