Igaüks meist on kohanud sellist teadust nagu keemia. Mõnikord on need nii sarnased, et neid on raske teisest eristada. Kuid nende kõigi mõistmine on väga oluline, sest mõnikord põhjustab selline arusaamatus väga rumalaid olukordi, mõnikord aga andestamatuid vigu. Selles artiklis räägime teile, mis on hüdriidid, millised on ohtlikud ja millised mitte, kus neid kasutatakse ja kuidas neid saadakse. Kuid alustame lühikese kõrvalepõikega ajalukku.
Ajalugu
Hüdriidide ajalugu algab vesiniku avastamisega. Selle elemendi avastas Henry Cavendish 18. sajandil. Vesinik, nagu teate, on osa veest ja on perioodilisuse tabeli kõigi teiste elementide aluseks. Tänu temale on orgaaniliste ühendite ja elu olemasolu meie planeedil võimalik.
Lisaks on vesinik paljude anorgaaniliste ühendite aluseks. Nende hulgas on happed ja leelised, aga ka ainulaadsed vesiniku binaarsed ühendid koos teiste elementidega - hüdriidid. Nende esimese sünteesi kuupäev pole täpselt teada, kuid mittemetallihüdriidid on inimestele teada antiikajast. Kõige tavalisem neist on vesi. Jah, vesi on hapnikuhüdriid.
Sellesse klassi kuuluvad ka ammoniaak (ammoniaagi põhikomponent), vesiniksulfiid, vesinikkloriid ja sarnased ühendid. Lisateavet ainete omaduste kohta leiate aadressiltseda mitmekesist ja hämmastavat ühendite klassi arutatakse järgmises osas.
Füüsikalised omadused
Hüdriidid on enamasti gaasid. Kui aga võtta metallhüdriide (need on tavatingimustes ebastabiilsed ja reageerivad väga kiiresti veega), siis võivad need olla ka tahked ained. Mõned neist (nt vesinikbromiid) eksisteerivad ka vedelas olekus.
Nii tohutut ainete klassi on lihts alt võimatu kirjeldada, kuna need on kõik erinevad ja olenev alt hüdriidi moodustavast elemendist on neil lisaks vesinikule erinevad füüsikalised omadused ja omadused. keemilised omadused. Kuid neid saab jagada klassidesse, mille ühendid on mõnevõrra sarnased. Allpool käsitleme iga klassi eraldi.
Ioonhüdriidid on vesiniku ühendid leelis- või leelismuldmetallidega. Need on valged ained, mis on normaalsetes tingimustes stabiilsed. Kuumutamisel lagunevad need ühendid sulamata metalliks ja vesinikuks. Üks erand on LiH, mis sulab lagunemata ja muutub tugeval kuumutamisel Li-ks ja H2.
Metallhüdriidid on siirdemetallide ühendid. Väga sageli on neil muutuv koostis. Neid võib kujutada vesiniku tahke lahusena metallis. Neil on ka metallist kristallstruktuur.
Kovalentsed hüdriidid kuuluvad just Maal kõige levinumat tüüpi: vesiniku ühendid mittemetallidega. Nende ainete lai leviala on tingitud nendestkõrge stabiilsus, kuna kovalentsed sidemed on keemilistest sidemetest tugevaimad.
Näiteks ränihüdriidi valem on SiH4. Kui vaatame seda mahu järgi, näeme, et vesinik on väga tugev alt tõmmatud keskse räni aatomi poole ja selle elektronid nihkuvad selle poole. Ränil on piisav alt kõrge elektronegatiivsus, seetõttu suudab see elektrone oma tuuma tugevamini meelitada, vähendades seeläbi sideme pikkust selle ja naaberaatomi vahel. Ja nagu teate, mida lühem on side, seda tugevam see on.
Järgmises osas arutleme, kuidas hüdriidid erinevad teistest ühenditest reaktsioonivõime poolest.
Keemilised omadused
Selles osas tasub ka hüdriidid jagada samadesse rühmadesse, mis varemgi. Ja alustame ioonhüdriidide omadustest. Nende peamine erinevus kahest teisest tüübist seisneb selles, et nad suhtlevad aktiivselt veega, moodustades leelise ja vabastades vesinikku gaasi kujul. Hüdriidi - vee reaktsioon on üsna plahvatusohtlik, seetõttu hoitakse ühendeid enamasti ilma niiskuseta. Seda tehakse seetõttu, et vesi, isegi õhus, võib algatada ohtliku muutuse.
Näitame ül altoodud reaktsiooni võrrandit, kasutades ainet nagu kaaliumhüdriid:
KH + H2O=KOH + H2
Nagu näeme, on kõik üsna lihtne. Seetõttu käsitleme huvitavamaid reaktsioone, mis on iseloomulikud kahele teisele meie poolt kirjeldatud ainetüübile.
Põhimõtteliselt on ülejäänud teisendused, mida me pole analüüsinud, iseloomulikud igat tüüpi ainetele. Nemad onkipuvad reageerima metallioksiididega, moodustades metalli, kas vee või hüdroksiidiga (viimane on tüüpiline leelis- ja leelismuldmetallidele).
Teine huvitav reaktsioon on termiline lagunemine. See tekib kõrgel temperatuuril ja möödub enne metalli ja vesiniku moodustumist. Me ei peatu sellel reaktsioonil, kuna oleme seda juba eelmistes osades analüüsinud.
Niisiis, oleme kaalunud seda tüüpi binaarühendite omadusi. Nüüd on aeg rääkida nende hankimisest.
Hüdriidide tootmine
Peaaegu kõik kovalentsed hüdriidid on looduslikud ühendid. Need on üsna stabiilsed, nii et nad ei lagune väliste jõudude mõjul. Ioonsete ja metallhüdriidide puhul on kõik veidi keerulisem. Looduses neid ei eksisteeri, seega tuleb neid sünteesida. Seda tehakse väga lihts alt: vesiniku ja elemendi, mille hüdriid saadakse, vastastikmõjul.
Rakendus
Mõnel hüdriidil pole spetsiifilist rakendust, kuid enamik neist on tööstuse jaoks väga olulised ained. Detailidesse me ei lasku, sest kõik on kuulnud, et näiteks ammoniaaki kasutatakse paljudes valdkondades ning see on asendamatu ainena kunstlike aminohapete ja orgaaniliste ühendite tootmisel. Paljude hüdriidide kasutamist piiravad nende keemilised omadused. Seetõttu kasutatakse neid eranditult laborikatsetes.
Taotlemine on selle ainete klassi jaoks liiga lai jaotis, mistõttu oleme piirdunud üldiste faktidega. Järgmises osas räägime teile, kuidaspaljud meist ajavad ilma korralike teadmisteta kahjutuid (või vähem alt teadaolevaid) aineid omavahel segamini.
Mõned luulud
Näiteks arvavad mõned inimesed, et vesinikhüdriid on midagi ohtlikku. Kui seda ainet nii võib nimetada, siis keegi seda ei tee. Kui järele mõelda, siis vesinikhüdriid on vesiniku ja vesiniku kombinatsioon, mis tähendab, et see on H2 molekul. Muidugi on see gaas ohtlik, kuid ainult hapnikuga segatuna. Puhtal kujul ei kujuta see ohtu.
Seal on palju ebaselgeid nimesid. Nad hirmutavad harjumatut inimest. Kuid nagu praktika näitab, ei ole enamik neist ohtlikud ja neid kasutatakse koduseks otstarbeks.
Järeldus
Keemiamaailm on tohutu ja me arvame, et kui mitte pärast seda, siis pärast mitmeid muid artikleid näete ise. Seetõttu on mõttekas selle uurimisse oma peaga sukelduda. Inimkond on avastanud palju uusi asju ja veelgi enam jääb teadmata. Ja kui teile tundub, et hüdriidide vallas pole midagi huvitavat, siis eksite suuresti.
