Hver av oss har kommet over konseptene til en slik vitenskap som kjemi. Noen ganger er de så like at det er vanskelig å skille den ene fra den andre. Men det er veldig viktig å forstå dem alle, for noen ganger fører en slik misforståelse til veldig dumme situasjoner, og noen ganger til utilgivelige feil. I denne artikkelen vil vi fortelle deg hva hydrider er, hvilke som er farlige og hvilke som ikke er det, hvor de brukes og hvordan de oppnås. Men la oss starte med en kort digresjon inn i historien.
Historie
Hydridens historie begynner med oppdagelsen av hydrogen. Dette elementet ble oppdaget av Henry Cavendish på 1700-tallet. Hydrogen, som du vet, er en del av vann og er grunnlaget for alle andre elementer i det periodiske systemet. Takket være ham er eksistensen av organiske forbindelser og liv på planeten vår mulig.
I tillegg er hydrogen grunnlaget for mange uorganiske forbindelser. Blant dem er syrer og alkalier, samt unike binære forbindelser av hydrogen med andre elementer - hydrider. Datoen for deres første syntese er ikke nøyaktig kjent, men ikke-metallhydrider har vært kjent for mennesket siden antikken. Den vanligste av disse er vann. Ja, vann er oksygenhydrid.
Også denne klassen inkluderer ammoniakk (hovedkomponenten i ammoniakk), hydrogensulfid, hydrogenklorid og lignende forbindelser. Lær mer om egenskapene til stoffer fradenne mangfoldige og fantastiske klassen av forbindelser vil bli diskutert i neste avsnitt.
Fysiske egenskaper
Hydrider er for det meste gasser. Men hvis vi tar metallhydrider (de er ustabile under normale forhold og reagerer veldig raskt med vann), så kan dette også være faste stoffer. Noen av dem (for eksempel hydrogenbromid) finnes også i flytende tilstand.
Det er rett og slett umulig å gi en generell beskrivelse av en så stor klasse av stoffer, fordi de alle er forskjellige og, avhengig av grunnstoffet som utgjør hydridet, har de i tillegg til hydrogen forskjellige fysiske egenskaper og kjemiske egenskaper. Men de kan deles inn i klasser, hvor forbindelsene er noe like. Nedenfor vil vi vurdere hver klasse separat.
Ioniske hydrider er forbindelser av hydrogen med alkali- eller jordalkalimetaller. De er hvite stoffer, stabile under normale forhold. Ved oppvarming sp altes disse forbindelsene til metall og hydrogen uten å smelte. Ett unntak er LiH, som smelter uten nedbrytning og ved kraftig oppvarming blir til Li og H2.
Metalhydrider er forbindelser av overgangsmetaller. Svært ofte har de en variabel sammensetning. De kan representeres som en fast løsning av hydrogen i et metall. De har også en metallkrystallstruktur.
Til kovalente hydrider hører akkurat den typen som er mest vanlig på jorden: forbindelser av hydrogen med ikke-metaller. Det brede distribusjonsområdet for disse stoffene skyldes dereshøy stabilitet, siden kovalente bindinger er de sterkeste av kjemiske bindinger.
Som et eksempel er formelen for silisiumhydrid SiH4. Hvis vi ser på det i volum, vil vi se at hydrogen er veldig tett tiltrukket av det sentrale silisiumatomet, og elektronene forskyves mot det. Silisium har en tilstrekkelig høy elektronegativitet, derfor er det i stand til å tiltrekke elektroner til kjernen sterkere, og reduserer dermed bindingslengden mellom det og naboatomet. Og som du vet, jo kortere båndet er, jo sterkere er det.
I neste avsnitt vil vi diskutere hvordan hydrider skiller seg fra andre forbindelser når det gjelder reaktivitet.
Kjemiske egenskaper
I denne delen er det også verdt å dele hydridene inn i de samme gruppene som tidligere. Og vi starter med egenskapene til ioniske hydrider. Hovedforskjellen deres fra de to andre typene er at de aktivt samhandler med vann med dannelse av alkali og frigjøring av hydrogen i form av gass. Reaksjonen av hydrid - vann er ganske eksplosiv, så forbindelsene lagres oftest uten fuktighet. Dette gjøres fordi vann, selv i luften, kan sette i gang en farlig transformasjon.
La oss vise ligningen for reaksjonen ovenfor ved å bruke eksempelet på et stoff som kaliumhydrid:
KH + H2O=KOH + H2
Som vi kan se, er alt ganske enkelt. Derfor vil vi vurdere flere interessante reaksjoner som er karakteristiske for de to andre stoffene vi beskriver.
I prinsippet er resten av transformasjonene som vi ikke har analysert karakteristiske for alle typer stoffer. De erhar en tendens til å reagere med metalloksider for å danne metall, enten med vann eller med hydroksid (sistnevnte er typisk for alkali- og jordalkalimetaller).
En annen interessant reaksjon er termisk dekomponering. Det oppstår ved høye temperaturer og passerer før dannelsen av metall og hydrogen. Vi vil ikke dvele ved denne reaksjonen, siden vi allerede har analysert den i de forrige avsnittene.
Så vi har vurdert egenskapene til denne typen binære forbindelser. Nå er det på tide å snakke om å få dem.
Produksjon av hydrider
Nesten alle kovalente hydrider er naturlige forbindelser. De er ganske stabile, så de går ikke i oppløsning under påvirkning av ytre krefter. Med ioniske og metallhydrider er alt litt mer komplisert. De finnes ikke i naturen, så de må syntetiseres. Dette gjøres veldig enkelt: ved reaksjonen av vekselvirkningen mellom hydrogen og grunnstoffet hvis hydrid skal oppnås.
Application
Noen hydrider har ingen spesifikk anvendelse, men de fleste er svært viktige stoffer for industrien. Vi vil ikke gå inn på detaljer, for alle har hørt at for eksempel ammoniakk brukes på mange områder og fungerer som et uunnværlig stoff for produksjon av kunstige aminosyrer og organiske forbindelser. Bruken av mange hydrider er begrenset av deres kjemiske egenskaper. Derfor brukes de utelukkende i laboratorieeksperimenter.
Anvendelse er et for bredt avsnitt for denne klassen av stoffer, så vi har begrenset oss til generelle fakta. I neste del vil vi fortelle deg hvordanmange av oss, uten ordentlig kunnskap, forveksler ufarlige (eller i det minste kjente) stoffer med hverandre.
Noen vrangforestillinger
Noen tror for eksempel at hydrogenhydrid er noe farlig. Hvis du kan kalle dette stoffet det, er det ingen som gjør det. Hvis du tenker på det, så er hydrogenhydrid en kombinasjon av hydrogen med hydrogen, som betyr at det er et H2-molekyl. Selvfølgelig er denne gassen farlig, men bare når den blandes med oksygen. I sin rene form utgjør den ingen fare.
Det er mange obskure navn. De skremmer den uvante personen. Men som praksis viser, er de fleste av dem ikke farlige og brukes til husholdningsformål.
Konklusjon
Kjemiens verden er enorm, og vi tror at hvis ikke etter dette, så etter flere andre artikler, vil du se det selv. Derfor er det fornuftig å fordype deg i studiet med hodet. Menneskeheten har oppdaget mange nye ting, og enda mer er fortsatt ukjent. Og hvis det ser ut til at det ikke er noe interessant innen hydrider, tar du veldig feil.
