Was stelle ich die Reaktionsgleichung von Lithium und Wasserstoff auf?
Wieso kommt nicht LiH2 raus?
3 Antworten
Dazu muss man die Energiebilanz betrachten. Die Bildung von Li^+ aus Li erfordert relativ wenig Energie. Bei der Bildung eines Ionengitters aus Li^+ und H^- wird die sogenannte Gitterenergie freigesetzt, die aus der elektrostatischen Anziehung resultiert. Die Bildung von Li^2+ durch Entfernung eines weiteren Elektrons erfordert ganz erheblich mehr Energie als die Bildung von Li^+. Man kann die Gitterenergie eines hypothetischen LiH2 berechnen. Die reicht bei weitem nicht aus, um die Ionisierung von Li zu Li^2+ zu ermöglichen. Bei äußerst hohem Druck können Polyhydride gebildet werden. Die enthalten allerdings im Fall von LiH2 keine Li^2+-Ionen, sondern neben Li^+- und H^- -Ionen freie Wasserstoffmoleküle.
Ich weiß zwar nicht, warum man in der Schule so exotische Hochtemperaturreaktionen thematisiert und nicht "normale" Wasserchemie betreibt, aber hier hilft ein kurzer Blick in das Periodensystem der Elemente. Wasserstoff und Lithium stehen da in der ersten Hauptgruppe. Da sind diejenigen Elemente versammelt, die nur ein einziges Valenzelektron, eines auf der äußeren Schale, welches einer Bindung zugänglich ist, besitzen. Außer Wasserstoff sind das die Alkalimetalle. Und weil ein Lithiumatom somit nur ein bindungsfähiges Elektron hat, kann es auch nur mit einem Wasserstoffatom, welches auch nur ein einziges Elektron hat, eine Verbindung eingehen. Somit haben alle Alkalihydride die Formel AH, wobei A für das Alkaliatom steht. Die Erdalkalihydride haben die allgemeine Formel EaH, Wobei Ea für ein Erdalkaliatom steht, das zwei Valenzelektronen hat und daher in der zweiten Hauptgruppe des PSE steht.
2Li +H2 -> 2LiH
Unausgeglichen wäre es das hier:
Li +H2 -> LiH
Da du links zwei H hast muss rechts eine zwei davor, dann hast du links zu wenig Li, deswegen die 2.
Aber wieso ist es nicht einfach Li + H2 -> LiH2
Weil die Oxidationszahl von Lithium +1 ist und die von Wasserstoff in Metallhydriden -1. Die müssen addiert innerhalb eines Moleküle 0 ergeben.
Gerne, noch zur Info für dich falls du es mal brauchst: normalerweise hat Wasserstoff in Verbindungen +1, nur bei Metallhydriden hat er -1 :)
Bei einer Redoxreaktion muss man die "übergebenen" Elektronen beachten. Deshalb braucht man 2 Lithum Atome um mit einem Wasserstoffmolekül (H2) zu reagieren. Bei LiH2 würde das Lithium 2 Elektronen abgeben müssen, was dazu führen würde, dass es keine volle Außenschale hat. Deshalb müssen je 2 Lithium Atome jeweils 1 Elektron "übergeben".
Manchmal tun die Finger nicht so wie das Hirn will: EaH₂