Cómo predecir si los átomos de hidrógeno pueden colocarse en los intersticios de una red

Question

El hidruro de paladio es un ejemplo de hidruro que contiene átomos de H en la red cristalina del paladio (que es fcc).

Me gustaría saber si es posible predecir si otro hidruro, $\ce{NbH_{x}}$ podría mostrar el mismo comportamiento.

Sé que en un sólido iónico, la fracción $$\frac{r_{+}}{r_{-}}$$ Puede utilizarse para predecir la geometría alrededor de un catión. ¿Puedo utilizar esta expresión para el hidruro de niobio? En el caso del niobio, la estructura cristalina es bcc, por lo que contiene sitios intersticiales tetraédricos y octaédricos.

Answer 1

Su intuición es correcta; $\ce{NbH_{x}}$ mantiene la red de Nb bcc, con los hidruros en los sitios intersticiales tetraédricos, hasta x = 2, cuando el compuesto cambia a una red de Nb fcc (el Estructura de la fluorita ). Este es un comportamiento bastante típico para un hidruro de metal de transición.

No creo que las reglas de relación de radios sean útiles para predecir el comportamiento de estos sistemas; hay mucha covalencia (interacciones hidruro-hidruro e interacciones Nb-Nb), y las redes metálicas acabarán distorsionadas por las ocupaciones intersticiales correlacionadas de los hidruros. El hidruro tiene un radio de unas 130 pm, mientras que el niobio tiene un radio de unas 150 pm, por lo que no se podría predecir el comportamiento observado basándose en las relaciones de radio.

Puede encontrar más información sobre este sistema concreto en Hauck (1976), Ordenación del hidrógeno en las fases de hidruro de niobio .