Ο καθένας μας έχει συναντήσει τέτοιες έννοιες.επιστήμες όπως η χημεία. Μερικές φορές μοιάζουν τόσο πολύ που είναι δύσκολο να ξεχωρίσεις το ένα από το άλλο. Είναι όμως πολύ σημαντικό να τα κατανοήσουμε όλα, γιατί μερικές φορές μια τέτοια παρεξήγηση οδηγεί σε πολύ ανόητες καταστάσεις, και μερικές φορές σε ασυγχώρητα λάθη. Σε αυτό το άρθρο θα σας πούμε τι είναι τα υδρίδια, ποια είναι επικίνδυνα και ποια όχι, πού χρησιμοποιούνται και πώς λαμβάνονται. Ας ξεκινήσουμε όμως με μια σύντομη παρέκβαση στην ιστορία.
Ιστορία
Οι υδρίδες ξεκινούν την ιστορία τους με την ανακάλυψη του υδρογόνου.Αυτό το στοιχείο ανακαλύφθηκε από τον Henry Cavendish τον 18ο αιώνα. Το υδρογόνο, όπως γνωρίζετε, είναι μέρος του νερού και είναι η βάση όλων των άλλων στοιχείων του περιοδικού πίνακα. Χάρη σε αυτόν είναι δυνατή η ύπαρξη οργανικών ενώσεων και η ζωή στον πλανήτη μας.
Επιπλέον, το υδρογόνο είναι η βάση για πολλούςανόργανες ενώσεις. Ανάμεσά τους είναι οξέα και αλκάλια, καθώς και μοναδικές δυαδικές ενώσεις υδρογόνου με άλλα στοιχεία - υδρίδια. Η ημερομηνία της πρώτης σύνθεσής τους δεν είναι ακριβώς γνωστή, αλλά τα μη μεταλλικά υδρίδια ήταν γνωστά στον άνθρωπο από την αρχαιότητα. Το πιο κοινό από αυτά είναι το νερό. Ναι, το νερό είναι υδρίδιο του οξυγόνου.
Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει επίσης αμμωνία (η κύριασυστατικό αμμωνίας), υδρόθειο, υδροχλώριο και τα παρόμοια. Θα μιλήσουμε λεπτομερέστερα για τις ιδιότητες των ουσιών από αυτήν την ποικιλόμορφη και εκπληκτική κατηγορία ενώσεων στην επόμενη ενότητα.
Φυσικές ιδιότητες
Τα υδρίδια είναι κυρίως αέρια.Ωστόσο, αν πάρουμε υδρίδια μετάλλων (είναι ασταθή υπό κανονικές συνθήκες και αντιδρούν πολύ γρήγορα με το νερό), τότε μπορεί να είναι και στερεές ουσίες. Μερικά από αυτά (για παράδειγμα, το υδροβρώμιο) υπάρχουν σε υγρή κατάσταση.
Δώστε μια γενική περιγραφή μιας τόσο τεράστιας τάξηςΟι ουσίες είναι απλώς αδύνατες, γιατί είναι όλες διαφορετικές και, ανάλογα με το στοιχείο που συνθέτει το υδρίδιο, εκτός από το υδρογόνο, έχουν διαφορετικά φυσικά χαρακτηριστικά και χημικές ιδιότητες. Αλλά μπορούν να χωριστούν σε κατηγορίες, οι ενώσεις στις οποίες είναι κάπως παρόμοιες. Ας δούμε παρακάτω κάθε τάξη ξεχωριστά.
Τα ιοντικά υδρίδια είναι ενώσεις υδρογόνου μεμέταλλα αλκαλίων ή αλκαλικών γαιών. Είναι λευκές ουσίες, σταθερές σε κανονικές συνθήκες. Όταν θερμαίνονται, αυτές οι ενώσεις αποσυντίθενται στο μέταλλο και το υδρογόνο τους χωρίς να λιώνουν. Μια εξαίρεση είναι το LiH, το οποίο λιώνει χωρίς αποσύνθεση και, όταν θερμαίνεται έντονα, μετατρέπεται σε Li και H.2.
Τα υδρίδια μετάλλων είναι ενώσεις μεταβατικώνμέταλλα. Πολύ συχνά έχουν μεταβλητή σύνθεση. Μπορούν να αναπαρασταθούν ως στερεό διάλυμα υδρογόνου σε ένα μέταλλο. Έχουν επίσης κρυσταλλική δομή μετάλλου.
Στα ομοιοπολικά υδρίδια ανήκει ακριβώς αυτότο είδος που απαντάται πιο συχνά στη Γη: ενώσεις υδρογόνου με αμέταλλα. Η ευρεία περιοχή διανομής αυτών των ουσιών οφείλεται στην υψηλή σταθερότητά τους, αφού οι ομοιοπολικοί δεσμοί είναι οι ισχυρότεροι από τους χημικούς.
Για παράδειγμα, ο τύπος για το υδρίδιο του πυριτίου είναι: SiH4. Αν το δούμε σε όγκο, θα το δούμεΤο υδρογόνο έλκεται πολύ σφιχτά από το κεντρικό άτομο πυριτίου και τα ηλεκτρόνια του μετατοπίζονται προς αυτό. Το πυρίτιο έχει αρκετά υψηλή ηλεκτραρνητικότητα, επομένως, είναι σε θέση να προσελκύει ηλεκτρόνια στον πυρήνα του πιο έντονα, μειώνοντας έτσι το μήκος του δεσμού μεταξύ αυτού και του γειτονικού ατόμου. Και όπως γνωρίζετε, όσο πιο σύντομος είναι ο δεσμός, τόσο ισχυρότερος είναι.
Στην επόμενη ενότητα, θα συζητήσουμε πώς τα υδρίδια διαφέρουν από άλλες ενώσεις ως προς την αντιδραστικότητα.
Χημικές ιδιότητες
Σε αυτό το τμήμα, αξίζει επίσης να διαιρέσουμε τα υδρίδια σε αυτάτην ίδια ομάδα όπως στο παρελθόν. Και θα ξεκινήσουμε με τις ιδιότητες των ιοντικών υδριδίων. Η κύρια διαφορά τους από τους άλλους δύο τύπους είναι ότι αλληλεπιδρούν ενεργά με το νερό με το σχηματισμό αλκαλίων και την απελευθέρωση υδρογόνου με τη μορφή αερίου. Η αντίδραση υδριδίου - νερού είναι αρκετά εκρηκτική, επομένως οι ενώσεις τις περισσότερες φορές αποθηκεύονται χωρίς υγρασία. Αυτό γίνεται επειδή το νερό, ακόμη και στον αέρα, μπορεί να προκαλέσει μια επικίνδυνη μεταμόρφωση.
Ας δείξουμε την εξίσωση της παραπάνω αντίδρασης χρησιμοποιώντας το παράδειγμα μιας ουσίας όπως το υδρίδιο του καλίου:
KH+H2O=KOH+H2
Όπως μπορούμε να δούμε, όλα είναι πολύ απλά. Επομένως, θεωρούμε πιο ενδιαφέρουσες αντιδράσεις χαρακτηριστικές των άλλων δύο τύπων ουσιών που περιγράφουμε.
Βασικά, οι υπόλοιπες μεταμορφώσεις που δεν κάνουμε εμείςαποσυναρμολογημένο, χαρακτηριστικό όλων των τύπων ουσιών. Τείνουν να αντιδρούν με οξείδια μετάλλων, σχηματίζοντας ένα μέταλλο, είτε με νερό είτε με υδροξείδιο (το τελευταίο είναι χαρακτηριστικό για τα μέταλλα των αλκαλίων και των αλκαλικών γαιών).
Μια άλλη ενδιαφέρουσα αντίδραση είναι η θερμικήαποσύνθεση. Εμφανίζεται σε υψηλές θερμοκρασίες και περνά πριν από το σχηματισμό μετάλλου και υδρογόνου. Δεν θα σταθούμε σε αυτή την αντίδραση, αφού την έχουμε ήδη αναλύσει στις προηγούμενες ενότητες.
Έτσι, εξετάσαμε τις ιδιότητες αυτού του τύπου δυαδικών ενώσεων. Τώρα ήρθε η ώρα να μιλήσουμε για την απόκτησή τους.
Παρασκευή υδριδίων
Σχεδόν όλα τα ομοιοπολικά υδρίδια είναι φυσικάσυνδέσεις. Είναι αρκετά σταθερά, επομένως δεν αποσυντίθενται υπό την επίδραση εξωτερικών δυνάμεων. Με ιοντικά και μεταλλικά υδρίδια, όλα είναι λίγο πιο περίπλοκα. Δεν υπάρχουν στη φύση, άρα πρέπει να συντεθούν. Αυτό γίνεται πολύ απλά: με την αντίδραση της αλληλεπίδρασης του υδρογόνου και του στοιχείου του οποίου το υδρίδιο θα ληφθεί.
Εφαρμογή
Ορισμένα υδρίδια δεν έχουν συγκεκριμένοεφαρμογές, αλλά οι περισσότερες είναι πολύ σημαντικές ουσίες για τη βιομηχανία. Δεν θα μπούμε σε λεπτομέρειες, γιατί όλοι έχουν ακούσει ότι, για παράδειγμα, η αμμωνία χρησιμοποιείται σε πολλούς τομείς και είναι απαραίτητη ουσία για την παραγωγή τεχνητών αμινοξέων και οργανικών ενώσεων. Η χρήση πολλών υδριδίων περιορίζεται από τις χημικές τους ιδιότητες. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούνται αποκλειστικά σε εργαστηριακά πειράματα.
Η εφαρμογή είναι πολύ μεγάλη ενότητα για αυτό.κατηγορία ουσιών, επομένως περιοριστήκαμε σε γενικά γεγονότα. Στο επόμενο μέρος, θα σας πούμε πόσοι από εμάς, χωρίς την κατάλληλη γνώση, μπερδεύουμε μεταξύ τους αβλαβείς (ή τουλάχιστον γνωστές) ουσίες.
Μερικές παρανοήσεις
Για παράδειγμα, ορισμένοι πιστεύουν ότι το υδρογόνο- κάτι επικίνδυνο. Εάν μπορείτε να ονομάσετε αυτήν την ουσία έτσι, τότε κανείς δεν το κάνει. Αν το καλοσκεφτείτε, τότε το υδρογόνο είναι ένας συνδυασμός υδρογόνου με υδρογόνο, που σημαίνει ότι το μόριο Η2. Φυσικά, αυτό το αέριο είναι επικίνδυνο, αλλά μόνο όταν αναμιγνύεται με οξυγόνο. Στην καθαρή του μορφή, δεν ενέχει κανένα κίνδυνο.
Υπάρχουν πολλά ασαφή ονόματα. Τρομοκρατούν τον ασυνήθιστο. Ωστόσο, όπως δείχνει η πρακτική, τα περισσότερα από αυτά είναι αβλαβή και χρησιμοποιούνται για οικιακούς σκοπούς.
Συμπέρασμα
Ο κόσμος της χημείας είναι τεράστιος, και πιστεύουμε ότι αν όχιμετά από αυτό, μετά από πολλά άλλα άρθρα θα δείτε μόνοι σας. Γι' αυτό είναι λογικό να βυθιστείτε στη μελέτη του με το κεφάλι σας. Η ανθρωπότητα έχει ανακαλύψει πολλά νέα πράγματα, και ακόμη περισσότερα παραμένουν άγνωστα. Και αν σας φαίνεται ότι δεν υπάρχει τίποτα ενδιαφέρον στον τομέα των υδριδίων, κάνετε μεγάλο λάθος.
