Hydrure de titane(IV)

	Tétrahydrure de titane
	Structure du tétrahydrure de titane
Identification
Nom systématique	hydrure de titane(IV)
Synonymes	tétrahydrure de titane
No CAS	14902-91-1
No ECHA	100.035.414
No CE	238-972-5
PubChem	187779
Propriétés chimiques
Formule	H4Ti;
Masse molaire	51,899 ± 0,001 g/mol ; H 7,77 %, Ti 92,23 %,
	Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
	modifier

Le tétrahydrure de titane, ou hydrure de titane(IV), est un composé chimique de formule TiH₄. Extrêmement instable, il n'a jamais été isolé en quantité macroscopique à l'état pur et est étudié dans des matrices gazeuses cryogéniques. Ses propriétés macroscopiques ne sont pas bien caractérisées mais il a été modélisé par chimie numérique. Sa forme moléculaire serait ainsi un gaz incolore thermiquement très instable.

Synthèse

Le tétrahydrure de titane a été produit pour la première fois en 1963 par photodissociation de mélanges de tétrachlorure de titane TiCl₄ et d'hydrogène H₂ immédiatement suivie d'une spectrométrie de masse^[2]. Il fallait réaliser l'analyse rapidement en raison de la grande instabilité de la molécule TiH₄. L'analyse numérique a donné une énergie théorique de dissociation des liaisons Ti−H de 132 kcal/mol par rapport à M + 4 H^[3]. TiH₄ se dissocie en titane métallique et hydrogène :

TiH₄ ⟶ Ti + 2 H₂ (76 kcal/mol).

Outre TiH₄, les espèces TiH, TiH₂, TiH₃ et polymères ont été isolées à basse température après ablation laser de titane en présence d'hydrogène^[4].

Structure

On pense que le tétrahydrure de titane solide forme des polymères dans lesquels les molécules TiH₄ sont liées par des liaisons covalentes^[5]. Les modélisations numériques suggèrent que TiH₄ tende à dimériser^[4]. Ceci serait dû au déficit du monomère en électrons ainsi qu'à la petite taille des ligands hydrure, qui faciliterait la dimérisation en limitant la répulsion inter-ligands et donc l'énergie d'activation.

Les calculs indiquent que le dimère est une molécule fluxionnelle (en) qui s'interconvertit rapidement entre un certain nombre de formes présentant toutes des hydrogènes pontants dans le cadre de liaisons à trois centres et deux électrons.

Le monomère TiH₄ est la molécule de métal de transition la plus simple présentant une hybridation sd³^[6].

Notes et références

↑ Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
↑ (en) Peter Breisacher et Bernard Siegel, « Formation of Gaseous Titanium(IV) Hydride and Chlorohydrides of Titanium », Journal of the American Chemical Society, vol. 85, n^o 11,‎ juin 1963, p. 1705-1706 (DOI 10.1021/ja00894a049, lire en ligne).
↑ (en) Diane M. Hood, Russell M. Pitzer et Henry F. Schaefer III, « Electronic structure of homoleptic transition metal hydrides: TiH₄, VH₄, CrH₄, MnH₄, FeH₄, CoH₄, and NiH₄ », The Journal of Chemical Physics, vol. 71, n^o 2,‎ juillet 1979, p. 705-712 (DOI 10.1063/1.438357, Bibcode 1979JChPh..71..705H, lire en ligne).
↑ ^{a et b} (en) George V. Chertihin et Lester Andrews, « 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, vol. 116, n^o 18,‎ septembre 1994, p. 8322-8327 (DOI 10.1021/ja00097a045, lire en ligne).
↑ (en) Simon P. Webb et Mark S. Gordon, « The Dimerization of TiH₄ », Journal of the American Chemical Society, vol. 117, n^o 25,‎ juillet 1995, p. 7195-7201 (DOI 10.1021/ja00132a020, lire en ligne).
↑ (en) V. Jonas, C. Boehme et G. Frenking, « Bent's Rule and the Structure of Transition Metal Compounds », Inorganic Chemistry, vol. 35, n^o 7,‎ 27 mars 1996, p. 2097-2099 (DOI 10.1021/ic951397o, lire en ligne).

Portail de la chimie

[1] Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.

[10.1021/ja00894a049-2] (en) Peter Breisacher et Bernard Siegel, « Formation of Gaseous Titanium(IV) Hydride and Chlorohydrides of Titanium », Journal of the American Chemical Society, vol. 85, n^o 11,‎ juin 1963, p. 1705-1706 (DOI 10.1021/ja00894a049, lire en ligne).

[10.1063/1.438357-3] (en) Diane M. Hood, Russell M. Pitzer et Henry F. Schaefer III, « Electronic structure of homoleptic transition metal hydrides: TiH₄, VH₄, CrH₄, MnH₄, FeH₄, CoH₄, and NiH₄ », The Journal of Chemical Physics, vol. 71, n^o 2,‎ juillet 1979, p. 705-712 (DOI 10.1063/1.438357, Bibcode 1979JChPh..71..705H, lire en ligne).

[10.1021/ja00097a045-4] {a et b} (en) George V. Chertihin et Lester Andrews, « 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, vol. 116, n^o 18,‎ septembre 1994, p. 8322-8327 (DOI 10.1021/ja00097a045, lire en ligne).

[10.1021/ja00132a020-5] (en) Simon P. Webb et Mark S. Gordon, « The Dimerization of TiH₄ », Journal of the American Chemical Society, vol. 117, n^o 25,‎ juillet 1995, p. 7195-7201 (DOI 10.1021/ja00132a020, lire en ligne).

[10.1021/ic951397o-6] (en) V. Jonas, C. Boehme et G. Frenking, « Bent's Rule and the Structure of Transition Metal Compounds », Inorganic Chemistry, vol. 35, n^o 7,‎ 27 mars 1996, p. 2097-2099 (DOI 10.1021/ic951397o, lire en ligne).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

Hydrure de titane(IV)

Synthèse

Structure

Notes et références

Portal di Ensiklopedia Dunia