Kiekvienas iš mūsų yra susidūręs su tokio mokslo kaip chemija sąvokomis. Kartais jie tokie panašūs, kad sunku atskirti vieną nuo kito. Tačiau labai svarbu juos visus suprasti, nes kartais toks nesusipratimas veda į labai kvailas situacijas, o kartais ir iki nedovanotinų klaidų. Šiame straipsnyje mes jums pasakysime, kas yra hidridai, kurie yra pavojingi, o kurie ne, kur jie naudojami ir kaip jie gaunami. Bet pradėkime nuo trumpo nukrypimo į istoriją.
Istorija
Hidridų istorija prasideda nuo vandenilio atradimo. Šį elementą XVIII amžiuje atrado Henry Cavendish. Vandenilis, kaip žinote, yra vandens dalis ir yra visų kitų periodinės lentelės elementų pagrindas. Jo dėka mūsų planetoje įmanomas organinių junginių ir gyvybės egzistavimas.
Be to, vandenilis yra daugelio neorganinių junginių pagrindas. Tarp jų yra rūgščių ir šarmų, taip pat unikalūs dvejetainiai vandenilio junginiai su kitais elementais - hidridai. Pirmosios jų sintezės data nėra tiksliai žinoma, tačiau nemetalų hidridai buvo žinomi žmogui nuo antikos laikų. Dažniausias iš jų yra vanduo. Taip, vanduo yra deguonies hidridas.
Šiai klasei taip pat priklauso amoniakas (pagrindinis amoniako komponentas), vandenilio sulfidas, vandenilio chloridas ir panašūs junginiai. Sužinokite daugiau apie medžiagų savybes išši įvairi ir nuostabi junginių klasė bus aptarta kitame skyriuje.
Fizikinės savybės
Hidridai dažniausiai yra dujos. Tačiau jei imsime metalų hidridus (jie yra nestabilūs normaliomis sąlygomis ir labai greitai reaguoja su vandeniu), tai gali būti ir kietos medžiagos. Kai kurie iš jų (pavyzdžiui, vandenilio bromidas) taip pat yra skystos būsenos.
Tiesiog neįmanoma bendrai apibūdinti tokios didžiulės medžiagų klasės, nes jos visos yra skirtingos ir, priklausomai nuo elemento, sudarančio hidridą, be vandenilio, turi skirtingas fizines savybes ir cheminės savybės. Tačiau juos galima suskirstyti į klases, kurių junginiai yra šiek tiek panašūs. Toliau apsvarstysime kiekvieną klasę atskirai.
Joniniai hidridai yra vandenilio junginiai su šarminiais arba šarminiais žemės metalais. Tai b altos medžiagos, stabilios normaliomis sąlygomis. Kaitinami šie junginiai nelydydami skyla į metalą ir vandenilį. Viena išimtis yra LiH, kuris tirpsta nesuirdamas ir stipriai kaitinant virsta Li ir H2.
Metalų hidridai yra pereinamųjų metalų junginiai. Labai dažnai jie turi skirtingą sudėtį. Jie gali būti pavaizduoti kaip kietas vandenilio tirpalas metale. Jie taip pat turi metalinę kristalų struktūrą.
Kovalentiniams hidridams priklauso tik labiausiai paplitusi Žemėje rūšis: vandenilio ir nemetalų junginiai. Platus šių medžiagų pasiskirstymo plotas yra dėl jųdidelis stabilumas, nes kovalentiniai ryšiai yra stipriausi iš cheminių ryšių.
Pavyzdžiui, silicio hidrido formulė yra SiH4. Jei pažvelgsime į jo tūrį, pamatysime, kad vandenilis labai stipriai traukia centrinį silicio atomą, o jo elektronai yra pasislinkę jo link. Silicis turi pakankamai didelį elektronegatyvumą, todėl jis gali stipriau pritraukti elektronus į savo branduolį, taip sumažindamas jungties ilgį tarp jo ir gretimo atomo. Ir kaip žinote, kuo trumpesnis ryšys, tuo jis stipresnis.
Kitame skyriuje aptarsime, kuo hidridai skiriasi nuo kitų junginių reaktyvumo požiūriu.
Cheminės savybės
Šiame skyriuje taip pat verta suskirstyti hidridus į tas pačias grupes kaip ir anksčiau. Ir pradėsime nuo joninių hidridų savybių. Pagrindinis jų skirtumas nuo kitų dviejų tipų yra tas, kad jie aktyviai sąveikauja su vandeniu, sudarydami šarmą ir išskirdami vandenilį dujų pavidalu. Hidrido – vandens reakcija yra gana sprogi, todėl junginiai dažniausiai laikomi be drėgmės. Taip daroma, nes vanduo, net ir ore, gali pradėti pavojingą virsmą.
Parodykime pirmiau pateiktos reakcijos lygtį naudodami tokios medžiagos kaip kalio hidridas pavyzdį:
KH + H2O=KOH + H2
Kaip matome, viskas gana paprasta. Todėl apsvarstysime įdomesnes reakcijas, būdingas kitiems dviejų mūsų aprašytų medžiagų tipams.
Iš esmės likusios transformacijos, kurių neanalizavome, būdingos visų tipų medžiagoms. Jie yralinkę reaguoti su metalų oksidais, sudarydami metalą, arba su vandeniu, arba su hidroksidu (pastarasis būdingas šarminiams ir šarminiams žemės metalams).
Kita įdomi reakcija yra terminis skilimas. Jis atsiranda aukštoje temperatūroje ir praeina prieš susidarant metalui ir vandeniliui. Prie šios reakcijos nesigilinsime, nes ją jau išanalizavome ankstesniuose skyriuose.
Taigi, mes apsvarstėme šio tipo dvejetainių junginių savybes. Dabar laikas kalbėti apie jų gavimą.
Hidridų gamyba
Beveik visi kovalentiniai hidridai yra natūralūs junginiai. Jie yra gana stabilūs, todėl nesuyra veikiami išorinių jėgų. Su joniniais ir metalo hidridais viskas yra šiek tiek sudėtingiau. Gamtoje jų nėra, todėl tenka susintetinti. Tai daroma labai paprastai: vandenilio ir elemento, kurio hidridas turi būti gautas, sąveikos reakcija.
Programa
Kai kurie hidridai nėra specialiai pritaikyti, tačiau dauguma jų yra labai svarbios pramonei medžiagos. Į smulkmenas nesileisime, nes visi yra girdėję, kad, pavyzdžiui, amoniakas naudojamas daugelyje sričių ir yra nepakeičiama medžiaga dirbtinių aminorūgščių ir organinių junginių gamyboje. Daugelio hidridų naudojimą riboja jų cheminės savybės. Todėl jie naudojami tik laboratoriniams eksperimentams.
Taikymo sritis yra per plati šiai medžiagų klasei, todėl apsiribojome bendrais faktais. Kitoje dalyje mes jums pasakysime, kaipdaugelis iš mūsų, neturėdami tinkamų žinių, nekenksmingas (ar bent jau žinomas) medžiagas painiojame tarpusavyje.
Kai kurie kliedesiai
Pavyzdžiui, kai kurie žmonės mano, kad vandenilio hidridas yra pavojingas dalykas. Jei galite taip pavadinti šią medžiagą, niekas to nedaro. Jei pagalvoji, vandenilio hidridas yra vandenilio ir vandenilio derinys, o tai reiškia, kad tai H2 molekulė. Žinoma, šios dujos pavojingos, bet tik susimaišiusios su deguonimi. Gryna forma jis nekelia pavojaus.
Yra daug neaiškių pavadinimų. Jie gąsdina nepripratusį žmogų. Tačiau, kaip rodo praktika, dauguma jų nėra pavojingi ir naudojami buityje.
Išvada
Chemijos pasaulis yra didžiulis, ir manome, kad jei ne po šio, tai po kelių kitų straipsnių, tuo įsitikinsite patys. Štai kodėl prasminga pasinerti į jo tyrimą galva. Žmonija atrado daug naujų dalykų, o dar daugiau liko nežinomų. Ir jei jums atrodo, kad hidridų srityje nėra nieko įdomaus, jūs labai klystate.
