Chimie de l'hydrure de béryllium BeH2 et des hydrurobéryllates de lithium LixBeH2+x : Etude particulière du tétrahydrurobéryllate de dilithium Li2BeH4

= Chemistry of beryllium hydride BeH2 and lithium hydridoberyllates LixBeH2+x : Special study of dilithium tetrahydridoberyllate Li2BeH4

• Auteur / Autrice : Serge Contreras
• Direction : Jean-Pierre Bastide
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des Matériaux & des Surfaces
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne1992?-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LTA - Laboratoire de Thermodynamique Appliquée (Lyon, INSA1996-1999)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Structure cristalline (solides)

Lithium

Béryllium

Hydrures

Résumé

L'examen de la littérature révèle de nombreuses lacunes concernant la synthèse des deux hydrures doubles LiBeH3 et Li3BeH5. Par contre, l'obtention du tétrahydruroaluminate de dilithium Li2BeH4 semble plus probante. L'un des objectifs du présent travail a été de lever les incertitudes concernant l'existence de tels composés. Les recherches ont débuté par la préparation de l'hydrure de béryllium BeH2 seul, appelé à servir de matériau de référence (même s'il ne s'avérait pas d'excellente pureté) aussi bien dans les synthèses que dans la caractérisation des hydrures doubles. La voie de synthèse de ces derniers passe par les deux réactions suivantes, conduites dans l'éther diéthylique à température ambiante: BeCl2 + (x+2) RLi  [x RLi + R2Be] + 2 LiCl ↵ [x RLi + R2Be] + (x+2) LiAlH4  LixBeH2+x ↵ + (x+2) LiAlH3R Cette voie a permis d'obtenir sans ambigüité et de façon reproductible à condition d'opérer avec R=CH3, le tétrahydrurobéryllate de dilithium Li2BeH4 avec une pureté pondérale 80%. L'étude de son comportement thermique révèle l'existence d'une transition polymorphique à 263 °C avant la décomposition en 2 LiH + Be + H2. L'analyse radiocristallographique sur poudre a permis de proposer une structure par isotypie avec le fluorure Li2BeF4 (type phénacite, système hexagonal, a=12,340Å, c=7,845Å, Z=18, Dx=0,77). La voie de synthèse utilisée n'a pas permis d'obtenir d'autres hydrures doubles dans la famille des LixBeH2+x· Li3BeH5 s'est révélé être un mélange physique Li2BeH4 + LiH et aucun composé répondant à la formulation LiBeH3 n'a pu être préparé, même en remplaçant LiAlH4 par AlH3 dans les réactions mises en œuvre.

The literature study shows that the obtention of the two hydridoberyllates LiBeH3 and Li3BeH5 is not clearly established whereas the obtention of the third member of the family Li2BeH4 is very probable. We tried to clarify the problem in preparing first beryllium hydride BeH2 as a reference material (even if not of good quality). The following route was used to synthetize the complex hydrides: BeCl2 + (x+2) RLi  [x RLi + R2Be] + 2 LiCl ↵ [x RLi + R2Be] + (x+2) LiAlH4  LixBeH2+x ↵ + (x+2) LiAlH3R Li2BeH4 was unambiguously obtained in a reproducible way with a 80% weight purity when R=CH3. Its thermal behavior revealed a polymorphic transition (at 263°C) before decomposition giving 2 LiH + Be + H2. X-ray analysis lead to an hexagonal structure (Li2BeF4 with phenacite type) with parameters a=12,340Å, c=7,845Å, Z=18, Dx=0,77. Li3BeH5 was found to be a physical mixture of Li2BeH4 and LiH. All attempts to prepare a compound with Li2BeH4 formula were unsuccessful even replacing LiAlH4 by AlH3 in the second reaction above mentioned.