Hydridit ovat ... Hydridien käyttö

Jokainen meistä on törmännyt sellaisiin termeihintiede, kuten kemia. Joskus ne ovat niin samanlaisia, että on vaikea erottaa toisistaan. Mutta on erittäin tärkeää ymmärtää kaikkia niitä, koska joskus tämä väärinkäsitys johtaa hyvin hulluttomiin tilanteisiin ja joskus vääriin virheisiin. Tässä artikkelissa kuvataan, mitkä hydridit ovat, mitkä niistä ovat vaarallisia ja jotka eivät ole, missä niitä käytetään ja miten niitä saadaan. Aloitamme kuitenkin lyhyesti historiasta.

tarina

Hydridit alkavat historiansa vetyä etsimällä. 1800-luvulla Henry Cavendish löysi tämän elementin. Kuten tiedetään, vety on osa vettä ja se on kaikkien muiden jaksottaisen taulukon elementtien perusta. Kiitos hänelle, orgaanisten yhdisteiden olemassaolo ja elämä planeetallamme on mahdollista.

Lisäksi vety on monien perustanaepäorgaanisia yhdisteitä. Niistä happamia ja emäksiä, samoin kuin ainutlaatuisia binääriyhdisteitä vedystä ja muita elementtejä - hydridejä. Ensimmäisen synteesin päivämäärää ei tiedetä tarkasti, mutta ei-metallien hydridit ovat ihmisen tiedossa jo antiikin jälkeen. Yleisin näistä on vesi. Kyllä, vesi on happihydridi.

Myös tähän luokkaan kuuluvat ammoniakki (perusaineet)nestemäisen ammoniakin komponentti), vetysulfidi, vetykloridi ja vastaavat. Lisätietoa tämän monimuotoisen ja yllättävän yhdisteiden luonteen ominaisuuksista käsitellään seuraavassa jaksossa.

Fysikaaliset ominaisuudet

Hydridit ovat pääosin kaasuja. Jos kuitenkin käytämme metallihydridejä (ne ovat epävakaita normaaleissa olosuhteissa ja reagoivat hyvin nopeasti vedellä), se voi olla kiinteitä aineita. Jotkut niistä (esimerkiksi vetybromidi) ovat myös nestemäisessä tilassa.

Anna yleinen kuvaus tällaiselle valtava luokalleaineet ovat yksinkertaisesti mahdottomia, koska ne ovat kaikki erilaisia ​​ja hydraulin osasta riippuen vedyn lisäksi niillä on erilaisia ​​fysikaalisia ominaisuuksia ja kemiallisia ominaisuuksia. Mutta ne voidaan jakaa luokkiin, yhteydet, joissa jotain vastaavaa. Seuraavassa tarkastellaan kunkin luokan erikseen.

Ionihydridit ovat vetyjä, joissa onalkaliset tai maa-alkalimetallit. Ne ovat valkoisen värisiä aineita, vakaa normaaleissa olosuhteissa. Kuumennettaessa nämä yhdisteet hajoavat metalliin ja vety joutuu niiden koostumukseen sulattamatta. Eräs poikkeus on LiH, joka sulaa hajoamatta ja voimakkaassa lämmityksessä muuttuu Li: ksi ja H: ksi₂.

Metallihydridit ovat transienttiyhdisteitämetalleja. Hyvin usein on vaihteleva koostumus. Niitä voidaan edustaa vedessä vankana liuoksena metallissa. Myös metallin kiderakenne.

Kovalenttisiin hydrideihin kuuluu täsmällisestisellainen, jota esiintyy useimmiten maapallolla: vedyn yhdisteet, joissa ei ole metalleja. Näiden aineiden laaja valikoima johtuu niiden stabiilisuudesta, koska kovalenttiset sidokset ovat voimakkaimpia kemiallisia aineita.

Esimerkiksi piihydridin kaava: SiH₄. Jos katsomme sitä määrällisesti, näemme senvety on erittäin tiheästi vetänyt keskukseen piinatomiin ja sen elektroneja siirretään siihen. Silikillä on riittävän suuri elektronegatiivisuus, joten se kykenee houkuttelemaan elektroneja ytimeen, mikä lyhentää sen ja sen lähiatomin välisen yhteyden pituutta. Ja kuten tiedätte, sitä lyhyempi yhteys, sitä vahvempi se on.

Seuraavassa jaksossa käsitellään miten hydridit eroavat muista yhdisteistä kemiallisen aktiivisuuden suhteen.

Kemialliset ominaisuudet

Tässä osiossa on myös syytä jakaa hydridit näihinsama ryhmä kuin aiemmin. Aloitetaan ioni-hydridien ominaisuuksilla. Niiden tärkein ero kahdesta muusta lajista on se, että ne toimivat aktiivisesti vuorovaikutuksessa veden kanssa alkalin muodostamiseksi ja vedyn vapauttamiseksi kaasun muodossa. Hidridi-vesi-reaktio on melko räjähtävä, joten liitokset tallennetaan useimmiten ilman kosteutta. Tämä tapahtuu, koska vesi, jopa ilmassa, voi käynnistää vaarallisen muutoksen.

Esitämme edellä kuvatun reaktion yhtälön käyttäen esimerkkiä aineesta, kuten kaliumhydridistä:

KH + H₂O = KOH + H₂

Kuten voimme nähdä, kaikki on tarpeeksi yksinkertaista. Katsokaa siksi mielenkiintoisempia reaktioita, jotka ovat ominaisia ​​kahden muun aineen lajille, joita me kuvaamme.

Periaatteessa muuhun muutokseen, jota emme olehajotetaan, ovat ominaisia ​​kaikentyyppisille aineille. Heillä on taipumus toimia metalli- oksidien kanssa metallin muodostamiseksi joko vedellä tai hydroksidilla (jälkimmäinen on ominaista alkali- ja maa-alkalimetalleille).

Toinen mielenkiintoinen reaktio on lämpöhajoaminen. Se tapahtuu korkeissa lämpötiloissa ja kulkee metallin ja vetyjen muodostumiseen. Emme pidä tätä reaktiota, koska olemme jo analysoineet sitä edellisissä kappaleissa.

Joten olemme tutkineet tällaisten binääriyhdisteiden ominaisuuksia. Nyt kannattaa puhua saada ne.

Hydridien valmistus

Lähes kaikki kovalenttiset hydridit ovat luonnollisiayhteys. Ne ovat riittävän vakaita, joten ne eivät hajota ulkoisten voimien vaikutuksesta. Ionisilla ja metallihydrideillä kaikki on hieman monimutkaisempaa. Niitä ei ole luonteeltaan, joten niitä on syntetisoitava. Tämä tapahtuu hyvin yksinkertaisesti: vedyn ja elementin välisen vuorovaikutuksen reaktiolla, jonka hydraatti vaaditaan.

hakemus

Jotkut hydridit eivät ole erityisiämutta useimmat ovat erittäin tärkeitä aineita teollisuudelle. Emme mene yksityiskohtiin, koska kaikki ovat kuulleet, että esimerkiksi ammoniakkia käytetään monilla aloilla ja se on välttämätön aine keinotekoisten aminohappojen ja orgaanisten yhdisteiden saamiseksi. Monien hydridien käyttöä rajoittavat niiden kemiallisten ominaisuuksien erityispiirteet. Siksi niitä käytetään yksinomaan laboratoriokokeissa.

Sovellus - liian laaja osa tästäaineiden luokka, joten olemme vain yleisiä tosiasioita. Seuraavassa osassa kerromme, kuinka monet meistä, ilman asianmukaista tietoa, sekoittavat keskenään harmittomia (tai ainakin tunnettuja) aineita.

Jotkut väärinkäsitykset

Esimerkiksi jotkut uskovat, että vetydridi- jotain vaarallista. Jos voit soittaa tätä ainetta niin kukaan ei. Jos ajattelet sitä, vetydridi on vetyyhdiste vedyn kanssa, mikä tarkoittaa, että molekyyli H₂. Tietenkin tämä kaasu on vaarallista, mutta vain hapen kanssa. Puhtaimmassa muodossaan se ei aiheuta vaaraa.

On monia outoja nimiä. Menettämättä ihmiselle he ovat kauhistuneet. Kuten käytännössä kuitenkin käy ilmi, useimmat niistä eivät ole vaarallisia ja niitä käytetään kotitarkoituksiin.

johtopäätös

Kemian maailma on valtava, ja ajattelemme, jos eisen jälkeen, sitten useita muita artikkeleita näet itsellesi. Siksi on järkevää upota itseäsi oppimiseen sen päällä. Ihmiskunta on löytänyt monia uusia asioita, ja se on edelleen tuntematon. Ja jos näyttää siltä, ​​että hydridien alalla ei ole mitään mielenkiintoista, olette hyvin väärässä.