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神秘氫化物：哪些元素可以與氫形成化合物？
在化學中，氫化物是氫的陰離子（H−），是帶有兩個電子的氫離子。在現代用法中，這個術語通常僅用於描述離子鍵，但在過去，它也被用來指代所有包含共價結合氫原子的化合物。根據這種廣義的定義，水（H2O）被認為是氧的氫化物，氨氣即是氮的氫化物等。氫化物的形成主要涉及氫與其他元素的化學反應，這引發了關於哪些元素能與氫形成有效化合物的深刻思考。
雖然幾乎所有的元素都能與氫形成二元化合物，但也有一些例外，包括氦、氖、氬、氪、釷、鈷、鉻和銩等元素。
氫與其他元素的鍵結範圍從高度離子性到某種程度的共價性。例如，某些氫化物如硼氫化物不符合傳統的電子計數規則，並且它們的鍵結被描述為多中心鍵，而間隙氫化物通常涉及金屬鍵。氫化物可以是離散的分子、有聚合物或是金屬形式的離子固體，甚至可以是化學吸附的單層或其他材料。
傳統上，氫化物作為路易斯鹼或還原劑反應，但一些金屬氫化物則表現出作為氫原子供體的行為，並且能夠作為酸性物質。
氫化物如氫化鈉、鋰鋁氫化物、二異丁基鋁氫化物（DIBAL）和超氫化物在化學合成中被廣泛用作還原劑。
氫化物的應用非常廣泛，包括在有機合成中作為強鹼及乾燥劑使用。比如，氫化鈉和氫化鉀會與較弱的布朗斯特酸反應，釋放氫氣。鈣氫化物則用作乾燥劑，以去除有機溶劑中的微量水分。這些氫化物的反應形成氫氣和氫氧化物鹽，並且能夠在實驗中高效釋放氫氣。
氫化物在儲能電池技術中同樣扮演重要角色，例如鎳氫電池（NiMH）等。各種金屬氫化物已被研究用於氫儲存，特別是用於燃料電池汽車及其他氫經濟相關的目的。氫化物複合物則在各種均相和非均相的催化循環中被用作催化劑及催化中間體，重要的應用包括氫化反應、羧基化反應及硫化氫的去硫化催化劑等。
在所有氫化物中，自由的氫化陰離子只有在極端條件下存在，並通常不會被用於均相溶液中。許多化合物擁有氫的中心，並展現出氫化物特性。除了電洞外，氫化陰離子是最簡單的陰離子，僅包含兩個電子和一個質子。
氫具有相對較低的電子親和力（72.77 kJ/mol），並且作為強大的路易斯鹼能夠與質子反應，且此反應釋放出大量的能量。
根據一般定義，除了一些惰性氣體外，元素週期表中的每一個元素都可以形成一種或多種氫化物。這些化合物根據其鍵合特性可分為三大類：離子氫化物、共價氫化物和間隙氫化物。
離子氫化物
離子氫化物是氫的化合物，通常由氫與電負性金屬形成，例如碱金屬或碱土金属。這些材料的化學結構一般表現出較強的離子性。這類氫化物通常在有機合成中用作鹼和偶爾作為還原劑，且其大多不溶於傳統溶劑。
共價氫化物
這類氫化物包括所有與氫進行共價鍵合的化合物。大多數的非金屬元素及某些金屬元素，如鋁、鎵等，都可以形成此類氫化物。這類氫化物存在的形式有分子、聚合物或吸附在表面上的氫。
間隙氫化物
這些氫化物最常說存在於金屬或合金中。氫可以作為原子或雙原子存在於這些氫化物中，並且通常在進行機械或熱處理時，氫能從溶液中析出，導致材料的體積擴展。
探討氫化物的多樣性引發了一個深遠的思考：未來我們如何在能源儲存及催化應用中更好地利用這些神秘的化合物，甚至可以想像，這些氫化物會為我們的生活帶來什麼改變?
