Всеки от нас се е сблъсквал с понятията на такава наука като химията. Понякога те са толкова сходни, че е трудно да се разграничат едното от другото. Но е много важно да разберете всички тях, защото понякога такова недоразумение води до много глупави ситуации, а понякога и до непростими грешки. В тази статия ще ви разкажем какво представляват хидридите, кои са опасни и кои не, къде се използват и как се получават. Но нека започнем с кратко отклонение в историята.
История
Историята на хидридите започва с откриването на водорода. Този елемент е открит от Хенри Кавендиш през 18 век. Водородът, както знаете, е част от водата и е в основата на всички други елементи на периодичната таблица. Благодарение на него съществуването на органични съединения и живот на нашата планета е възможно.
В допълнение, водородът е в основата на много неорганични съединения. Сред тях са киселини и основи, както и уникални бинарни съединения на водорода с други елементи - хидриди. Датата на първия им синтез не е точно известна, но неметалните хидриди са били известни на човека още от древността. Най-често срещаният от тях е водата. Да, водата е кислороден хидрид.
Също този клас включва амоняк (основният компонент на амоняка), сероводород, хлороводород и подобни съединения. Научете повече за свойствата на веществата оттози разнообразен и невероятен клас съединения ще бъде обсъден в следващия раздел.
Физически свойства
Хидридите са предимно газове. Ако обаче вземем метални хидриди (те са нестабилни при нормални условия и реагират много бързо с вода), то това също могат да бъдат твърди вещества. Някои от тях (например бромоводород) също съществуват в течно състояние.
Просто е невъзможно да се даде общо описание на такъв огромен клас вещества, защото всички те са различни и в зависимост от елемента, който съставя хидрида, в допълнение към водорода, те имат различни физически характеристики и химични свойства. Но те могат да бъдат разделени на класове, съединенията в които са донякъде сходни. По-долу ще разгледаме всеки клас поотделно.
Йонните хидриди са съединения на водорода с алкални или алкалоземни метали. Те са бели вещества, стабилни при нормални условия. При нагряване тези съединения се разлагат на своя метал и водород, без да се топят. Едно изключение е LiH, който се топи без разлагане и при силно нагряване се превръща в Li и H2.
Металните хидриди са съединения на преходните метали. Много често те имат променлив състав. Те могат да бъдат представени като твърд разтвор на водород в метал. Те също имат метална кристална структура.
Към ковалентните хидриди принадлежи само типът, който е най-разпространен на Земята: съединения на водорода с неметали. Широката област на разпространение на тези вещества се дължи на тяхнатависока стабилност, тъй като ковалентните връзки са най-силните от химическите връзки.
Като пример, формулата за силициев хидрид е SiH4. Ако го погледнем в обем, ще видим, че водородът е много плътно привлечен от централния силициев атом и неговите електрони са изместени към него. Силицият има достатъчно висока електроотрицателност, следователно е в състояние да привлича електрони към ядрото си по-силно, като по този начин намалява дължината на връзката между него и съседния атом. И както знаете, колкото по-къса е връзката, толкова по-силна е.
В следващия раздел ще обсъдим как хидридите се различават от другите съединения по отношение на реактивност.
Химически свойства
В този раздел също си струва да се разделят хидридите на същите групи, както в миналото. И ще започнем със свойствата на йонните хидриди. Основната им разлика от другите два вида е, че те активно взаимодействат с вода с образуването на алкали и отделянето на водород под формата на газ. Реакцията хидрид - вода е доста експлозивна, така че съединенията най-често се съхраняват без влага. Това се прави, защото водата, дори във въздуха, може да предизвика опасна трансформация.
Нека покажем уравнението на горната реакция, използвайки примера на вещество като калиев хидрид:
KH + H2O=KOH + H2
Както виждаме, всичко е доста просто. Затова ще разгледаме по-интересни реакции, характерни за другите два вида вещества, които описваме.
По принцип останалите трансформации, които не сме анализирали, са характерни за всички видове вещества. Те саса склонни да реагират с метални оксиди, за да образуват метал, или с вода, или с хидроксид (последният е типичен за алкални и алкалоземни метали).
Друга интересна реакция е термичното разлагане. Появява се при високи температури и преминава преди образуването на метал и водород. Няма да се спираме на тази реакция, тъй като вече я анализирахме в предишните раздели.
И така, разгледахме свойствата на този тип бинарни съединения. Сега е време да поговорим за получаването им.
Производство на хидриди
Почти всички ковалентни хидриди са естествени съединения. Те са доста стабилни, така че не се разпадат под въздействието на външни сили. С йонни и метални хидриди всичко е малко по-сложно. Те не съществуват в природата, така че трябва да бъдат синтезирани. Това се прави много просто: чрез реакцията на взаимодействието на водорода и елемента, чийто хидрид трябва да се получи.
Заявление
Някои хидриди нямат специфично приложение, но повечето са много важни вещества за индустрията. Няма да навлизаме в подробности, защото всеки е чувал, че например амонякът се използва в много области и служи като незаменимо вещество за производството на изкуствени аминокиселини и органични съединения. Използването на много хидриди е ограничено от техните химични свойства. Следователно те се използват изключително в лабораторни експерименти.
Приложението е твърде широк раздел за този клас вещества, така че се ограничихме до общи факти. В следващата част ще ви разкажем какмного от нас, без подходящи познания, бъркат безвредни (или поне известни) вещества едно с друго.
Някои заблуди
Например, някои хора смятат, че водородният хидрид е нещо опасно. Ако можете да наречете това вещество така, тогава никой не го прави. Ако се замислите, тогава водородният хидрид е комбинация от водород с водород, което означава, че е H2 молекула. Разбира се, този газ е опасен, но само когато се смесва с кислород. В чистата си форма не представлява опасност.
Има много неясни имена. Те ужасяват непривикналия човек. Въпреки това, както показва практиката, повечето от тях не са опасни и се използват за домашни цели.
Заключение
Светът на химията е огромен и смятаме, че ако не след това, то след няколко други статии, ще се убедите сами. Ето защо има смисъл да се потопите в изучаването му с главата си. Човечеството е открило много нови неща и още повече остават неизвестни. И ако ви се струва, че няма нищо интересно в областта на хидридите, много се лъжете.
