1131:
play an important role in determining the energy levels of molecular orbitals formed by the heavier elements. As a consequence, these molecular hydrides are commonly less electron-deficient than otherwise expected. For example, based on its position in the 12th column of the periodic table alone, mercury(II) hydride would be expected to be rather deficient. However, it is in fact satiated, with the monomeric form being much more energetically favourable than any oligomeric form.
2722:
2749:
2700:
2732:
1155:
enthalpy of formation of 139 kJ mol, whereas solid lithium hydride has an enthalpy of −91 kJ mol. This means that it is energetically favourable for a mole of monomeric LiH to aggregate into the ionic solid, losing 230 kJ as a consequence. Aggregation can occur as a chemical association, such as polymerisation, or it can occur as an electrostatic association, such as the formation of hydrogen-bonding in water.
3764:, on account of the position of the hydrogen within the crystal structure of the metal. In solution, hydrogen can occur in either the atomic or molecular form. For some elements, when hydrogen content exceeds its solubility, the excess precipitates out as a stoichiometric compound. The table below shows the solubility of hydrogen in each element as a molar ratio at 25 °C (77 °F) and 100 kPa.
2710:
1154:
Where available, both the enthalpy of formation for each monomer and the enthalpy of formation for the hydride in its standard state is shown (in brackets) to give a rough indication of which monomers tend to undergo aggregation to lower enthalpic states. For example, monomeric lithium hydride has an
97:
and is alternately termed a metallic- or interstitial hydride. These decomposed solids are identifiable by their ability to conduct electricity and their magnetic properties (the presence of hydrogen is coupled with the delocalisation of the valence electrons of the metal), and their lowered density
92:
are also typically polymeric covalent hydrides. However, they usually possess only weak degrees of ionic character. Usually, these hydrides rapidly decompose into their component elements at ambient conditions. The results consist of metallic matrices with dissolved, often stoichiometric or near so,
1122:
molecular hydrides usually require extremely mild conditions, which are partial pressure and cryogenic temperature. The reason for this is threefold - firstly, most molecular hydrides are thermodynamically unstable toward decomposition into their elements; secondly, many molecular hydrides are also
68:
are the ionic hydrides (also called saline hydrides) wherein hydrogen is bound electrostatically. Because hydrogen is located somewhat centrally in an electronegative sense, it is necessary for the counterion to be exceptionally electropositive for the hydride to possibly be accurately described as
1134:
The table below shows the monomeric hydride for each element that is closest to, but not surpassing its heuristic valence. A heuristic valence is the valence of an element that strictly obeys the octet, duodectet, and sexdectet valence rules. Elements may be prevented from reaching their heuristic
1130:
Instability toward decomposition is generally attributable to poor contribution from the orbitals of the heavier elements to the molecular bonding orbitals. Instability toward polymerisation is a consequence of the electron-deficiency of the monomers relative to the polymers. Relativistic effects
2769:
A molecular hydride may be able to bind to hydrogen molecules acting as a ligand. The complexes are termed non-classical covalent hydrides. These complexes contain more hydrogen than the classical covalent hydrides, but are only stable at very low temperatures. They may be isolated in inert gas
101:
It is possible to produce a metallic hydride without requiring decomposition as a necessary step. If a sample of bulk metal is subjected to any one of numerous hydrogen absorption techniques, the characteristics, such as luster and hardness of the metal is often retained to a large degree. Bulk
76:
are polymeric covalent hydrides. In these, hydrogen forms bridging covalent bonds, usually possessing mediocre degrees of ionic character, which make them difficult to be accurately described as either covalent or ionic. The one exception is
5905:
Matsuoka, T.; Fujihisa, H.; Hirao, N.; Ohishi, Y.; Mitsui, T.; Masuda, R.; Seto, M.; Yoda, Y.; Shimizu, K.; Machida, A.; Aoki, K. (5 July 2011). "Structural and valence changes of europium hydride induced by application of high-pressure
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2760:
This table includes the thermally unstable dihydrogen complexes for the sake of completeness. As with the above table, only the complexes with the most complete valence is shown, to the negligence of the most stable complex.
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1135:
valence by various steric and electronic effects. In the case of chromium, for example, stearic hindrance ensures that both the octahedral and trigonal prismatic molecular geometries for
10234:
235:
only 5 linear chain binary compounds are known as gases or volatile liquids. Examples are n-pentagermane, isopentagermane and neopentagermane. Of tin only the distannane is known.
261:
Non-classical hydrides are those in which extra hydrogen molecules are coordinated as a ligand on the central atoms. These are very unstable but some have been shown to exist.
5629:
Wang, Xuefeng; Andrews, Lester (19 March 2002). "Infrared spectra of rhodium hydrides in solid argon, neon, and deuterium with supporting density functional calculations".
267:
or superhydrides are compounds in which the number of hydrogen atoms exceed the valency of the combining atom. These may only be stable under extreme pressure, but may be
1123:
thermodynamically unstable toward polymerisation; and thirdly, most molecular hydrides are also kinetically unstable toward these types of reactions due to low
6365:
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98:
compared to the metal. Both the saline hydrides and the polymeric covalent hydrides typically react strongly with water and air.
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3756:
Hydrogen has a highly variable solubility in the elements. When the continuous phase of the solution is a metal, it is called a
7435:
276:
268:
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Gao, Guoying; Hoffmann, Roald; Ashcroft, N. W.; Liu, Hanyu; Bergara, Aitor; Ma, Yanming (12 November 2013).
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S, superconducting at up to 203 K. Polyhydrides are actively studied with the hope of discovering a
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concentrations of hydrogen, ranging from negligible to substantial. Such a solid can be thought of as a
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6410:"Theoretical study of the ground-state structures and properties of niobium hydrides under pressure"
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Zhao, Yufeng; Kim, Yong-Hyun; Dillon, Anne C.; Heben, Michael J.; Zhang, Shengbai (4 August 2014).
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also form compounds with hydrogen, whose lightest members show many anomalous properties due to
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Raab, Juraj; Lindh, Roland H.; Wang, Xuefeng; Andrews, Lester; Gagliardi, Laura (19 May 2007).
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truly behaving ionic. Therefore, this category of hydrides contains only a few members.
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7384:
7034:
Sangster, J.; Pelton, A. D. (1 February 1994). "The H-Rb (Hydrogen-Rubidium) System".
6665:
San-Martin, A.; Manchester, F. D. (1 June 1990). "The H-Na (Hydrogen-Sodium) System".
10837:
7061:
Khatamian, D.; Manchester, F. D. (1 June 1988). "The H−Y (Hydrogen-Yttrium) System".
6928:
San-Martin, A.; Manchester, F. D. (1 April 1990). "The Fe-H (Iron-Hydrogen) System".
6233:
1148:
134:
7205:
Songster, J.; Pelton, A. D. (1 February 1994). "The H-Cs (Hydrogen-Cesium) System".
6754:
Sangster, J.; Pelton, A. D. (1 August 1997). "The H-K (Hydrogen-Potassium) System".
10539:
10459:
10365:
10193:
9744:
9713:
9347:
9052:
9040:
8783:
8673:
8592:
5939:
2709:
550:
188:
is only stable below −90 °C (−130 °F). Not much is known about the final
145:
6280:
6638:
Songster, J.; Pélton, A. D. (1 June 1993). "The H-Li (Hydrogen-Lithium) System".
6552:
Wang, Xuefeng; Andrews, Lester; Infante, Ivan; Gagliardi, Laura (February 2008).
6234:"Towards High wt%, Room Temperature Reversible, Carbon-Based Hydrogen Adsorbents"
10212:
9786:
9733:
9387:
9320:
9202:
9077:
8791:
8661:
8118:
8106:
8005:
8000:
7995:
7972:
7675:
7663:
7651:
264:
106:
hydrides are only known in this form. The affinity for hydrogen for most of the
89:
7420:
7272:
6436:
4988:
Wang, Xuefeng; Andrews, Lester (15 December 2011). "Tetrahydrometalate Species
9445:
9106:
9028:
8902:
8130:
7735:
7128:
6767:
6732:
2281:
811:
110:
elements are low. Therefore, elements in this block do not form hydrides (the
17:
6740:
6177:
6072:
8961:
8926:
8653:
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8010:
7817:
1466:
441:
232:
228:
181:
119:
6624:
6592:
6577:
6553:
6460:
Wang, Xuefeng; Andrews, Lester (13 August 2008). "Infrared spectrum of the
6394:
6288:
6134:
6054:
5962:
5947:
5856:
5615:
5174:
4938:
4841:
27:
Chemical compounds containing only hydrogen and one other chemical element
6877:
5342:
Molecules and Theoretical Calculations of the Lowest Electronic States of
9377:
8956:
8852:
8612:
8482:
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8348:
8241:
8212:
8082:
7908:
7879:
7639:
7178:
Subramanian, P.R (1 December 1991). "The Ag-H (Silver-Hydrogen) System".
6790:
2261:
2007:
1080:
800:
689:
301:
236:
224:
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1731:
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4833:
8844:
8836:
8074:
7990:
7985:
7980:
7626:
7259:
Guminski, C. (1 October 2002). "The H-Hg (Hydrogen-Mercury) System".
6868:
Predel, B. (1996). "H-V (Hydrogen-Vanadium)". In Madelung, O. (ed.).
6781:
Predel, B. (1993). "Ca-H (Calcium-Hydrogen)". In Madelung, O. (ed.).
5961:
Wang, Xuefeng; Andrews, Lester; Gagliardi, Laura (28 February 2008).
5375:
2770:
matrix, or as a cryogenic gas. Others have only been predicted using
1771:
1446:
1278:
577:
430:
342:
200:
6982:
Predel, B. (1994). "Cu-H (Copper-Hydrogen)". In Madelung, O. (ed.).
199:
Due to the total number of possible binary saturated compounds with
8578:
8454:
6591:
Wang, Xuefeng; Andrews, Lester; Gagliardi, Laura (February 2008).
375:
287:
The relative stability of binary hydrogen compounds and alloys at
157:
53:
4552:
Upper limit imposed by phase diagram, taken at 650 K and 25 MPa.
223:) is small (straight or branched but rarely cyclic) for example
10216:
7424:
7147:
Noble Metal Systems. Selected Systems from Ag-Al-Zn to Rh-Ru-Sc
5034:: Matrix Infrared Spectra and Quantum Chemical Calculations".
56:. These hydrogen compounds can be grouped into several types.
6554:"Infrared Spectra of the WH4(H2) 4 Complex in Solid Hydrogen"
6249:
Scandium has many empty orbitals to accommodate dihydrogen
48:. By convention all binary hydrogen compounds are called
172:
and as a whole group of BH cluster compounds. Alane (AlH
7115:
Okamoto, H. (1 April 2013). "H-Nb (Hydrogen-Niobium)".
4624:
Upper limit imposed by phase diagram, taken at 1000 K.
4615:
Upper limit imposed by phase diagram, taken at 500 K.
4579:
Upper limit imposed by phase diagram, taken at 500 K.
4561:
Upper limit imposed by phase diagram, taken at 556 K.
4543:
Upper limit imposed by phase diagram, taken at 383 K.
4534:
Upper limit imposed by phase diagram, taken at 454 K.
5389:
5387:
5385:
10192:
10033:
9804:
9459:
9409:
9312:
9289:
9253:
9215:
9076:
8999:
8986:
8918:
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8872:
8835:
8782:
8644:
8591:
8453:
8442:
8399:
8376:
8339:
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8232:
8203:
8065:
7971:
7962:
7907:
7872:
7837:
7802:
7767:
7617:
7606:
7551:
7511:
7498:
7458:
5140:
5138:
1147:are thermodynamically unstable to rearranging to a
5102:
5100:
283:The periodic table of the stable binary hydrides
4807:
4805:
160:hydrides exist as a highly reactive monomer BH
81:, which has definitively covalent properties.
10228:
7436:
5485:
5483:
8:
6986:. Springer Berlin Heidelberg. pp. 1–3.
6023:= 1−4) Complexes in Solid Neon and Hydrogen"
215:. Going down the group the number of binary
156:are very unstable and esoteric. In group 13
52:even when the hydrogen atom in it is not an
7140:
7138:
6066:
6064:
4983:
4981:
4979:
4977:
4975:
4504:
3733:
2686:
1076:
10235:
10221:
10213:
9309:
9286:
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9212:
9073:
8996:
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8373:
8336:
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8229:
8200:
8062:
8020:
7968:
7904:
7869:
7834:
7799:
7764:
7614:
7548:
7508:
7443:
7429:
7421:
6191:
6189:
6187:
7117:Journal of Phase Equilibria and Diffusion
6721:Journal of Phase Equilibria and Diffusion
6444:
6558:Journal of the American Chemical Society
6305:Journal of the American Chemical Society
5305:Journal of the American Chemical Society
4884:Journal of the American Chemical Society
4857:Journal of the American Chemical Society
3766:
2776:
1162:
297:
4774:, Catherine E. Housecroft, A. G. Sharpe
4725:
4527:
10265:
3799:
2818:
1275:
313:
10684:
5452:in solid argon, neon, and hydrogen".
4714:Lower limit imposed by phase diagram.
4705:Lower limit imposed by phase diagram.
4696:Lower limit imposed by phase diagram.
4678:Upper limit imposed by phase diagram.
4660:Lower limit imposed by phase diagram.
4651:Lower limit imposed by phase diagram.
4642:Upper limit imposed by phase diagram.
4588:Lower limit imposed by phase diagram.
4570:Upper limit imposed by phase diagram.
4364:
3492:
2386:
1219:
7:
10251:
6597:The Journal of Physical Chemistry A
6519:The Journal of Physical Chemistry A
6367:The Journal of Physical Chemistry A
6332:The Journal of Physical Chemistry A
6199:The Journal of Physical Chemistry A
6150:The Journal of Physical Chemistry A
6107:The Journal of Physical Chemistry A
6027:The Journal of Physical Chemistry A
5872:The Journal of Physical Chemistry A
5755:The Journal of Physical Chemistry A
5702:The Journal of Physical Chemistry A
5667:The Journal of Physical Chemistry A
5631:The Journal of Physical Chemistry A
5588:The Journal of Physical Chemistry A
5553:The Journal of Physical Chemistry A
5454:The Journal of Physical Chemistry A
5147:The Journal of Physical Chemistry A
5109:The Journal of Physical Chemistry A
5071:The Journal of Physical Chemistry A
5036:The Journal of Physical Chemistry A
4911:The Journal of Physical Chemistry A
4814:The Journal of Physical Chemistry A
4795:Data in KJ/mole gas-phase source:
25:
5493:The Journal of Physical Chemistry
4954:The Journal of Physical Chemistry
289:standard temperature and pressure
211:being very large, there are many
148:is a common chemical reagent but
116:standard temperature and pressure
7288:Bulletin of Alloy Phase Diagrams
7090:Bulletin of Alloy Phase Diagrams
7063:Bulletin of Alloy Phase Diagrams
7009:Bulletin of Alloy Phase Diagrams
6957:Bulletin of Alloy Phase Diagrams
6930:Bulletin of Alloy Phase Diagrams
6843:Bulletin of Alloy Phase Diagrams
6667:Bulletin of Alloy Phase Diagrams
2778:Non-classical covalent hydrides
2747:
2730:
2720:
2708:
2698:
269:high temperature superconductors
7373:Journal of Alloys and Compounds
5790:The Journal of Chemical Physics
5356:The Journal of Chemical Physics
4687:Limit imposed by phase diagram.
4669:Limit imposed by phase diagram.
4606:Limit imposed by phase diagram.
4597:Limit imposed by phase diagram.
2765:Non-classical covalent hydrides
2739:Polymeric delocalised covalent
277:room temperature superconductor
5940:10.1103/PhysRevLett.107.025501
293:standard enthalpy of formation
118:with the notable exception of
1:
10849:Chemical compounds by element
10243:Chemical compounds by element
7385:10.1016/S0925-8388(01)01990-9
6281:10.1103/PhysRevLett.94.155504
64:Binary hydrogen compounds in
7452:Binary compounds of hydrogen
6490:complex in solid hydrogen".
4757:Advanced Inorganic Chemistry
129:Elements in group 13 to 17 (
31:Binary compounds of hydrogen
7400:Journal of Phase Equilibria
7315:Journal of Phase Equilibria
7261:Journal of Phase Equilibria
7234:Journal of Phase Equilibria
7207:Journal of Phase Equilibria
7180:Journal of Phase Equilibria
7036:Journal of Phase Equilibria
6903:Journal of Phase Equilibria
6816:Journal of Phase Equilibria
6756:Journal of Phase Equilibria
6694:Journal of Phase Equilibria
6640:Journal of Phase Equilibria
5987:, and the Hydride Bridging
4747:, 2nd Edition, A. G. Massey
4733:Concise Inorganic Chemistry
291:can be inferred from their
164:, as an adduct for example
10870:
10686:
7273:10.1361/105497102770331460
6437:10.1103/PhysRevB.88.184104
4797:Modern Inorganic Chemistry
3771:
3499:
907:
10267:
10248:
9461:Transition metal hydrides
8023:
7129:10.1007/s11669-012-0165-2
6768:10.1007/s11669-997-0066-y
6733:10.1007/s11669-004-0065-1
3502:
2788:
2785:
2782:
2753:
2729:
2726:
2719:
1027:
911:
902:
315:
311:
2744:Unknown solid structure
6261:Physical Review Letters
5920:Physical Review Letters
2772:computational chemistry
10194:Exotic matter hydrides
1099:Intermediate hydrides
248:hydrogen chalcogenides
6878:10.1007/10501684_1565
5963:"Infrared Spectra of
4633:Upper limit at 500 K.
6791:10.1007/10086082_696
4762:, Geoffrey Wilkinson
4745:Main Group Chemistry
3762:interstitial hydride
2705:Oligomeric covalent
1079:Binary compounds of
239:is an unstable gas.
180:exists as the dimer
9806:Lanthanide hydrides
9413:(Group 17 hydrides)
8992:(Group 16 hydrides)
8446:(Group 15) hydrides
7155:10.1007/10916070_26
6609:2008JPCA..112.1754W
6531:2004JPCA..108.4440W
6429:2013PhRvB..88r4104G
6379:2009JPCA..113..551W
6344:2003JPCA..107..570W
6273:2005PhRvL..94o5504Z
6211:2004JPCA..10811500W
6205:(52): 11500–11510.
6162:2004JPCA..10811511W
6156:(52): 11511–11520.
6119:2007JPCA..111.6383R
6039:2008JPCA..112.1754W
5932:2011PhRvL.107b5501M
5884:2004JPCA..108.3396W
5837:Inorganic Chemistry
5802:2001JChPh.114.1559A
5767:2002JPCA..106.6720W
5714:2004JPCA..108.4440W
5679:2001JPCA..105.3052A
5643:2002JPCA..106.3706W
5600:2005JPCA..109.9021W
5565:2003JPCA..10711371W
5559:(51): 11371–11379.
5505:10.1021/j100020a014
5466:2003JPCA..107.8492W
5368:1997JChPh.106.2055L
5317:10.1021/ja00109a024
5159:2009JPCA..113..551W
5121:2003JPCA..107.4081W
5083:2003JPCA..107..570W
5048:2011JPCA..11514175W
5042:(49): 14175–14183.
4966:10.1021/j100142a007
4960:(40): 10295–10300.
4923:2007JPCA..111.7098W
4896:10.1021/ja00090a048
4869:10.1021/ja00078a057
4863:(25): 12111–12116.
4826:2007JPCA..111.6008W
4786:Gary Wulfsberg 2000
4784:Inorganic Chemistry
4772:Inorganic chemistry
4509:
3768:
3738:
2779:
2717:Polymeric covalent
2695:Monomeric covalent
2691:
1165:
1164:Classical hydrides
1151:structural isomer.
1084:
10844:Hydrogen compounds
7462:(Group 1) hydrides
7412:10.1007/BF02667312
7327:10.1007/BF02646759
7300:10.1007/BF02841589
7246:10.1007/BF02649922
7219:10.1007/BF02667686
7192:10.1007/BF02645164
7102:10.1007/BF02843318
7075:10.1007/BF02881276
7048:10.1007/BF02667687
7021:10.1007/BF02877640
6969:10.1007/BF02882416
6942:10.1007/BF02841704
6915:10.1007/BF02667311
6855:10.1007/BF02868888
6828:10.1007/BF02665706
6706:10.1007/BF02893152
6679:10.1007/BF03029300
6652:10.1007/BF02668238
4505:
3767:
3752:Hydrogen solutions
3734:
2777:
2687:
1163:
1159:Classical hydrides
1114:Molecular hydrides
1091:metallic hydrides
1088:Covalent hydrides
1077:
252:pnictogen hydrides
38:chemical compounds
10831:
10830:
10825:
10824:
10210:
10209:
10035:Actinide hydrides
9411:Hydrogen halides
9373:
9338:
9337:
9308:
9307:
9285:
9284:
9249:
9248:
9211:
9210:
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