Гідриди - це ... Застосування гідридів

Кожен з нас стикався з поняттями такої науки, як хімія. Іноді вони такі схожі, що важко відрізнити одне від іншого. Але дуже важливо розбиратися у всіх них тому, що іноді таке нерозуміння призводить до дуже дурним ситуацій, а іноді і до непрощенним помилок. У цій статті ми розповімо, що таке гідриди, які з них небезпечні, а які ні, де вони застосовуються і як виходять. Але почнемо з короткого екскурсу в історію.

Історія

Свою історію гідриди починають з відкриття водню. Цей елемент ще в 18 столітті знайшов Генрі Кавендіш. Водень, як відомо, входить до складу води і є основою всіх інших елементів таблиці Менделєєва. Завдяки йому можливе існування органічних сполук і життя на нашій планеті.

Відео: Реакція гідриду кальцію з водою

Крім того, водень є основою і для багатьох неорганічних сполук. У їх числі кислоти і луги, а також унікальні бінарні сполуки водню з іншими елементами - гідриди. Дата їх першого синтезу точно невідома, але гідриди неметалів були відомі людині ще з давніх-давен. Найпоширеніший з них - вода. Так, вода - це гідрид кисню.

Також до цього класу відносять аміак (основний компонент нашатирного спирту), сірководень, хлороводень і їм подібні з`єднання. Більш докладно про властивості речовин з цього різноманітного і дивовижного класу сполук ми поговоримо в наступному розділі.

Фізичні властивості

Гідриди - це в більшості своїй гази. Однак, якщо брати гідриди металів (вони нестійкі в звичайних умовах і дуже швидко реагують з водою), то це можуть бути і тверді речовини. Деякі з них (наприклад, бромоводород) існують і в рідкому стані.

Дати загальну характеристику такому величезному класу речовин просто неможливо, адже вони все різняться, залежно від елемента, що входить до складу гідриду, крім водню, мають різні фізичні характеристики і хімічні властивості. Але їх можна розділити по класах, з`єднання в яких чимось схожі. Нижче розглянемо окремо кожен клас.

Іонні гідриди - це з`єднання водню з лужними або лужноземельними металами. Вони являють собою речовини білого кольору, стійкі при нормальних умовах. При нагріванні ці сполуки розкладаються на входить до їх складу метал і водень без плавлення. Один виняток - це LiH, який плавиться без розкладання і при сильному нагріванні перетворюється в Li і H₂.

Металеві гідриди - це з`єднання перехідних металів. Дуже часто мають змінний склад. Їх можна представити як твердий розчин водню в металі. Також мають і кристалічну структуру металу.

До нековалентним гідридів належить якраз той вид, що найбільш часто зустрічається на Землі: сполуки водню з неметалами. Широка область поширення цих речовин обумовлена їх високою стійкістю, так як ковалентні зв`язки є найсильнішими з хімічних.

Як приклад, формула гідриду кремнію: SiH₄. Якщо подивитися на неї в обсязі, то побачимо, що водень дуже щільно притягнуть до центрального атому кремнію, а його електрони зміщені до нього ж. Кремній володіє чималою електронегативні, тому здатний сильніше притягувати електрони до свого ядру, тим самим скорочуючи довжину зв`язку між ним і сусіднім атомом. А як відомо, чим коротше зв`язок, тим вона міцніша.

У наступному розділі обговоримо, чим відрізняються гідриди від інших з`єднань в плані хімічної активності.

Відео: Реакція гідриду кальцію з водою

Хімічні властивості

У цьому розділі також варто поділити гідриди на ті ж групи, що і в минулому. І почнемо ми з властивостей іонних гідридів. Їх основна відмінність від двох інших видів в тому, що вони активно взаємодіють з водою з утворенням лугу і виділенням водню у вигляді газу. Реакція гідрид - вода досить вибухонебезпечна, тому з`єднання найчастіше зберігають без доступу вологи. Це робиться тому, що вода, навіть міститься в повітрі, може ініціювати небезпечне перетворення.

Покажемо рівняння вищеописаної реакції на прикладі такого речовини, як гідрид калію:

KH + H₂O = KOH + H₂

Як ми можемо бачити, все досить просто. Тому розглянемо більш цікаві реакції, характерні для двох інших видів описуваних нами речовин.

В принципі, інші перетворення, що ми не розібрали, характерні для всіх типів речовин. Вони схильні взаємодіяти з оксидами металів, утворюючи метал, або з водою, або з гідроксидом (останнє характерно для лужних і лужно-земельних металів).

Ще одна цікава реакція - термічний розклад. Воно відбувається при високих температурах і проходить до освіти металу і водню. Не будемо зупинятися на цій реакції, так як вже розбирали її в попередніх розділах.

Отже, ми розглянули властивості цього виду бінарних сполук. Тепер варто поговорити про їх отримання.

Відео: Що потрібно знати про нікель-кадмієвих акумуляторах звичайному користувачеві

отримання гідридів

Майже всі ковалентні гідриди - це природні сполуки. Вони досить стійкі, тому не розпадаються під дією зовнішніх сил. З іонними і металевими гідридами все трохи складніше. Вони не існують в природі, тому їх доводиться синтезувати. Робиться це дуже просто: реакцією взаємодії водню і елемента, гідрид якого потрібно отримати.

застосування

Деякі гідриди не мають конкретного застосування, але більшість - дуже важливі для промисловості речовини. Ми не будемо вдаватися в подробиці, адже кожен чув, що, наприклад, аміак застосовується в багатьох сферах і служить незамінним речовиною для отримання штучних амінокислот і органічних сполук. Застосування багатьох гідридів обмежена особливостями їх хімічних властивостей. Тому їх використовують виключно в лабораторних експериментах.

Застосування - занадто великий розділ для цього класу речовин, тому ми обмежилися загальними фактами. В наступній частині розповімо вам, як багато хто з нас, не маючи належних знань, плутають нешкідливі (або принаймні відомі) речовини між собою.

деякі помилки

Наприклад, деякі вважають, що гідрид водню - щось небезпечне. Якщо і можна так називати цю речовину, то ніхто так не робить. Якщо вдуматися, то гідрид водню - це сполука водню з воднем, а значить - молекула H₂. Звичайно, цей газ небезпечний, але тільки в суміші з киснем. У чистому вигляді він не представляє небезпеки.

Відео: Дістаємо металевий літій з батарейок

Існує багато незрозумілих назв. Незвичного людини вони наводять страху. Однак, як показує практика, більшість з них не небезпечно і застосовується в побутових цілях.

висновок

Світ хімії величезний, і, ми думаємо, що якщо не після цієї, то після кількох інших статей ви самі в цьому переконаєтеся. Саме тому є сенс занурюватися в його вивчення з головою. Людство відкрило багато нового, і ще більше залишається невідомим. І якщо вам здається, що в області гідридів немає нічого цікавого, ви сильно помиляєтеся.