Hydridy sú ... Použitie hydridov

Každý z nás sa stretol s termínmi vedy, ako je napríklad chémia. Niekedy sú také podobné, že je ťažké rozlíšiť jeden od druhého. Je však veľmi dôležité porozumieť všetkým, pretože niekedy toto nedorozumenie vedie k veľmi pošetilým situáciám a niekedy aj k neodpustiteľným chybám. V tomto článku budeme popísať, ktoré hydridy sú, ktoré z nich sú nebezpečné a ktoré nie sú, kde sú aplikované a ako sú získané. Ale začneme s krátkym prenikaním do histórie.

príbeh

Hydridy začínajú svoju históriu s objavom vodíka. Tento prvok objavil v 18. storočí Henry Cavendish. Vodík, ako je známe, je súčasťou vody a je základom všetkých ostatných prvkov periodickej tabuľky. Vďaka nemu je možná existencia organických zlúčenín a života na našej planéte.

Navyše vodík je základom mnohých anorganických zlúčenín. Medzi nimi sú kyseliny a zásady, rovnako ako jedinečné binárne zlúčeniny vodíka s inými prvkami - hydridy. Dátum ich prvej syntézy nie je presne známy, ale hydridy nekovov boli známe človeku od staroveku. Najčastejšie z nich je voda. Áno, voda je kyslík hydrid.

Táto trieda tiež zahŕňa amoniak (hlavnú zložku amoniaku), sirovodík, chlorovodík a podobne. Ďalšie podrobnosti o vlastnostiach látok z tejto rozmanitej a prekvapujúcej triedy zlúčenín budú uvedené v ďalšej časti.

Fyzikálne vlastnosti

Hydridy sú väčšinou plyny. Avšak ak vezmeme hydridy kovov (sú nestabilné za normálnych podmienok a reagujú veľmi rýchlo s vodou), potom môžu byť tuhé látky. Niektoré z nich (napríklad bromovodík) existujú aj v kvapalnom stave.

Je jednoducho nemožné poskytnúť všeobecný opis takej veľkej skupiny látok, pretože sú všetky odlišné av závislosti od prvku hydridu okrem vodíka majú rôzne fyzikálne vlastnosti a chemické vlastnosti. Ale môžu byť rozdelené na triedy, na ktoré sa vzťahuje niečo podobné. Nižšie uvažujeme každú triedu samostatne.

Iónové hydridy sú zlúčeniny vodíka s alkalickými alebo kovmi alkalických zemín. Sú to látky bielej farby, stabilné za normálnych podmienok. Pri zahrievaní sa tieto zlúčeniny rozkladajú na kov a vodík, ktorý vstupuje do ich zloženia bez roztavenia. Jednou výnimkou je LiH, ktorá sa roztopí bez rozkladu a pri silnom zahriatí sa mení na Li a H ₂ .

Kovové hydridy sú zlúčeniny prechodných kovov. Veľmi často majú premenlivé zloženie. Môžu byť reprezentované ako pevný roztok vodíka v kovu. Tiež majú kryštálovú štruktúru kovu.

K kovalentným hydridom patrí presne ten druh, ktorý sa najčastejšie nachádza na Zemi: vodíkové zlúčeniny s nekovovými zložkami. Široká škála týchto látok je spôsobená ich vysokou stabilitou, pretože kovalentné väzby sú najsilnejšie z chemických látok.

Napríklad vzorec hydridu kremíka: SiH4. Ak sa na ňu pozeráme v objeme, vidíme, že vodík je veľmi pevne priťahovaný k centrálnemu atómu kremíka a jeho elektróny sa k nemu posúvajú. Silikón má pomerne veľkú elektrónovú aktivitu, takže je schopný pritiahnuť elektróny do jadra, čím skracuje dĺžku spojenia medzi ním a susedným atómom. A ako viete, čím je spojenie kratšie, tým silnejšie je.

V ďalšej časti sa budeme zaoberať, ako sa hydridy líšia od iných zlúčenín z hľadiska chemickej aktivity.

Chemické vlastnosti

V tejto časti je tiež dôležité rozdeliť hydridy na rovnaké skupiny ako v minulosti. A začneme s vlastnosťami iónov hydridov. Ich hlavným rozdielom od ostatných dvoch druhov je to, že aktívne interagujú s vodou na vytvorenie alkalických látok a uvoľňovanie vodíka vo forme plynu. Reakčný hydrid-voda je pomerne výbušný, takže spojenia sú najčastejšie skladované bez prístupu k vlhkosti. To sa deje, pretože voda, dokonca obsiahnutá vo vzduchu, môže iniciovať nebezpečnú transformáciu.

Ukážeme rovnicu vyššie popísanej reakcie s použitím príkladu látky, ako je hydrid draselný:

KH + H20 = KOH + H2

Ako vidíme, všetko je dosť jednoduché. Zvážte preto zaujímavé reakcie charakteristické pre ostatné dva druhy látok, ktoré sme opísali.

V zásade zostávajúce transformácie, ktoré sme nerozoberali, sú charakteristické pre všetky typy látok. Majú tendenciu interagovať s oxidmi kovov, tvoriacimi kov, buď s vodou alebo s hydroxidom (ktorý je charakteristický pre alkalické kovy a kovy alkalických zemín).

Ďalšou zaujímavou reakciou je tepelný rozklad. Vyskytuje sa pri vysokých teplotách a prechádza na tvorbu kovu a vodíka. Na túto reakciu sa nebudeme zaoberať, pretože sme o tom už hovorili v predchádzajúcich častiach.

Preto sme skúmali vlastnosti tohto druhu binárnych zlúčenín. Teraz stojí za to hovoriť o ich získaní.

Príprava hydridov

Takmer všetky kovalentné hydridy sú prírodné zlúčeniny. Sú dostatočne stabilné, preto sa nerozkladajú pod pôsobením vonkajších síl. S iónovými a kovovými hydridmi je všetko trochu komplikovanejšie. V prírode neexistujú, preto je potrebné ich syntetizovať. To sa robí veľmi jednoducho: reakciou interakcie vodíka a prvku, ktorého hydrid je potrebné získať.

prihláška

Niektoré hydridy nemajú špecifickú aplikáciu, ale väčšina z nich je pre priemysel dôležitými látkami. Nepôjdeme do detailov, pretože všetci počuli, že napríklad amoniak sa používa v mnohých sférach a slúži ako nepostrádateľná látka na získanie umelých aminokyselín a organických zlúčenín. Použitie mnohých hydridov je obmedzené zvláštnosťami ich chemických vlastností. Preto sa používajú výhradne v laboratórnych experimentoch.

Aplikácia je pre túto triedu látok príliš rozsiahla, preto sme sa obmedzili na všeobecné fakty. V ďalšej časti vám povieme, koľko z nás bez správnych vedomostí zamieňa medzi sebou neškodné (alebo aspoň známe) látky.

Niektoré mylné predstavy

Napríklad, niektorí veria, že vodíkový hydrid je niečo nebezpečné. Ak takúto látku môžete nazvať, nikto to neurobí. Ak o tom premýšľate, vodíkový hydrid je vodíková zlúčenina s vodíkom, čo znamená molekulu H2. Samozrejme, že tento plyn je nebezpečný, ale len v zmesi s kyslíkom. Vo svojej čistej forme nepredstavuje nebezpečenstvo.

Existuje veľa podivných mien. Nie sú zvyknutí na človeka, že sú vystrašení. Ako však ukazuje prax, väčšina z nich nie je nebezpečná a používa sa na domáce účely.

záver

Svet chemie je obrovský a myslíme si, že ak nie po tom, potom po niekoľkých ďalších článkoch uvidíte sami. Preto je rozumné ponoriť sa do učenia sa s hlavou. Ľudstvo objavilo veľa nových vecí a stále je neznáme. A ak sa vám zdá, že v oblasti hydridov nie je nič zaujímavé, veľmi sa mýlite.