Var och en av oss har stött på begreppen i en sådan vetenskap som kemi. Ibland är de så lika att det är svårt att skilja den ena från den andra. Men det är väldigt viktigt att förstå dem alla, för ibland leder ett sådant missförstånd till väldigt dumma situationer och ibland till oförlåtliga misstag. I den här artikeln kommer vi att berätta vad hydrider är, vilka som är farliga och vilka som inte är det, var de används och hur de erhålls. Men låt oss börja med en kort utvikning till historien.
Historia
Hydridernas historia börjar med upptäckten av väte. Detta element upptäcktes av Henry Cavendish på 1700-talet. Väte är som ni vet en del av vatten och är grunden för alla andra element i det periodiska systemet. Tack vare honom är förekomsten av organiska föreningar och liv på vår planet möjlig.
Dessutom är väte grunden för många oorganiska föreningar. Bland dem finns syror och alkalier, såväl som unika binära föreningar av väte med andra element - hydrider. Datumet för deras första syntes är inte exakt känt, men icke-metallhydrider har varit kända för människan sedan antiken. Den vanligaste av dessa är vatten. Ja, vatten är syrehydrid.
Också denna klass inkluderar ammoniak (huvudkomponenten i ammoniak), vätesulfid, väteklorid och liknande föreningar. Lär dig mer om egenskaperna hos ämnen fråndenna mångsidiga och fantastiska klass av föreningar kommer att diskuteras i nästa avsnitt.
Fysiska egenskaper
Hydrider är mestadels gaser. Men om vi tar metallhydrider (de är instabila under normala förhållanden och reagerar väldigt snabbt med vatten) så kan det också vara fasta ämnen. Vissa av dem (till exempel vätebromid) finns också i flytande tillstånd.
Det är helt enkelt omöjligt att ge en allmän beskrivning av en sådan enorm klass av ämnen, eftersom de alla är olika och, beroende på grundämnet som utgör hydriden, har de förutom väte olika fysiska egenskaper och kemiska egenskaper. Men de kan delas in i klasser, där föreningarna är något liknande. Nedan kommer vi att överväga varje klass separat.
Jonhydrider är föreningar av väte med alkali- eller jordalkalimetaller. De är vita ämnen, stabila under normala förhållanden. Vid upphettning sönderdelas dessa föreningar till sin metall och väte utan att smälta. Ett undantag är LiH, som smälter utan sönderdelning och vid kraftig uppvärmning övergår till Li och H2.
Metalhydrider är föreningar av övergångsmetaller. Mycket ofta har de en varierande sammansättning. De kan representeras som en fast lösning av väte i en metall. De har också en metallkristallstruktur.
Till kovalenta hydrider hör just den typ som är vanligast på jorden: föreningar av väte med icke-metaller. Det stora distributionsområdet för dessa ämnen beror på derashög stabilitet, eftersom kovalenta bindningar är de starkaste av kemiska bindningar.
Som ett exempel är formeln för kiselhydrid SiH4. Om vi tittar på det i volym kommer vi att se att väte är mycket hårt attraherad av den centrala kiselatomen, och dess elektroner förskjuts mot den. Kisel har en tillräckligt hög elektronegativitet, därför kan det attrahera elektroner till sin kärna starkare och därigenom minska bindningslängden mellan den och den angränsande atomen. Och som ni vet, ju kortare band desto starkare är det.
I nästa avsnitt kommer vi att diskutera hur hydrider skiljer sig från andra föreningar när det gäller reaktivitet.
Kemiska egenskaper
I det här avsnittet är det också värt att dela upp hydriderna i samma grupper som tidigare. Och vi börjar med egenskaperna hos jonhydrider. Deras huvudsakliga skillnad från de andra två typerna är att de aktivt interagerar med vatten med bildning av alkali och frigöring av väte i form av gas. Reaktionen av hydrid - vatten är ganska explosiv, så föreningarna lagras oftast utan fukt. Detta görs eftersom vatten, även i luften, kan initiera en farlig omvandling.
Låt oss visa ekvationen för reaktionen ovan med exemplet på ett ämne som kaliumhydrid:
KH + H2O=KOH + H2
Som vi kan se är allt ganska enkelt. Därför kommer vi att överväga mer intressanta reaktioner som är karakteristiska för de andra två typerna av ämnen som vi beskriver.
I princip är resten av omvandlingarna som vi inte har analyserat karaktäristiska för alla typer av ämnen. Dom ärtenderar att reagera med metalloxider för att bilda metall, antingen med vatten eller med hydroxid (det senare är typiskt för alkali- och jordalkalimetaller).
En annan intressant reaktion är termisk nedbrytning. Det förekommer vid höga temperaturer och passerar före bildandet av metall och väte. Vi kommer inte att uppehålla oss vid denna reaktion, eftersom vi redan har analyserat den i de tidigare avsnitten.
Så vi har övervägt egenskaperna hos den här typen av binära föreningar. Nu är det dags att prata om att skaffa dem.
Tillverkning av hydrider
Nästan alla kovalenta hydrider är naturliga föreningar. De är ganska stabila, så de sönderfaller inte under påverkan av yttre krafter. Med jon- och metallhydrider är allt lite mer komplicerat. De finns inte i naturen, så de måste syntetiseras. Detta görs mycket enkelt: genom reaktionen av växelverkan mellan väte och grundämnet vars hydrid ska erhållas.
Application
Vissa hydrider har ingen specifik tillämpning, men de flesta är mycket viktiga ämnen för industrin. Vi kommer inte att gå in på detaljer, eftersom alla har hört att till exempel ammoniak används på många områden och fungerar som ett oumbärligt ämne för produktion av konstgjorda aminosyror och organiska föreningar. Användningen av många hydrider begränsas av deras kemiska egenskaper. Därför används de uteslutande i laboratorieexperiment.
Ansökan är ett för brett avsnitt för denna klass av ämnen, så vi har begränsat oss till allmänna fakta. I nästa del kommer vi att berätta hurmånga av oss, utan ordentlig kunskap, blandar ihop ofarliga (eller åtminstone kända) ämnen med varandra.
Några vanföreställningar
En del tror till exempel att vätehydrid är något farligt. Om man kan kalla det här ämnet så, så gör ingen det. Om du tänker efter så är vätehydrid en kombination av väte med väte, vilket betyder att det är en H2-molekyl. Naturligtvis är denna gas farlig, men bara när den blandas med syre. I sin rena form utgör den ingen fara.
Det finns många oklara namn. De skrämmer den ovana personen. Men som praxis visar är de flesta av dem inte farliga och används för hushållsändamål.
Slutsats
Kemins värld är enorm, och vi tror att om inte efter detta, så efter flera andra artiklar, kommer du att se själv. Det är därför det är vettigt att fördjupa dig i dess studie med huvudet. Mänskligheten har upptäckt många nya saker, och ännu mer är fortfarande okänt. Och om det förefaller dig att det inte finns något intressant inom området för hydrider, har du mycket fel.
