Vi er hver især stødt på begreberne i en sådan videnskab som kemi. Nogle gange er de så ens, at det er svært at skelne den ene fra den anden. Men det er meget vigtigt at forstå dem alle, for nogle gange fører sådan en misforståelse til meget dumme situationer og nogle gange til utilgivelige fejl. I denne artikel vil vi fortælle dig, hvad hydrider er, hvilke der er farlige, og hvilke der ikke er, hvor de bruges, og hvordan de opnås. Men lad os starte med en kort digression ind i historien.
Historie
Hydridernes historie begynder med opdagelsen af brint. Dette element blev opdaget af Henry Cavendish i det 18. århundrede. Brint er som bekendt en del af vand og er grundlaget for alle andre elementer i det periodiske system. Takket være ham er eksistensen af organiske forbindelser og liv på vores planet mulig.
Desuden er brint grundlaget for mange uorganiske forbindelser. Blandt dem er syrer og alkalier samt unikke binære forbindelser af brint med andre elementer - hydrider. Datoen for deres første syntese er ikke nøjagtigt kendt, men ikke-metalhydrider har været kendt af mennesket siden antikken. Den mest almindelige af disse er vand. Ja, vand er oxygenhydrid.
Denne klasse inkluderer også ammoniak (hovedkomponenten i ammoniak), svovlbrinte, hydrogenchlorid og lignende forbindelser. Lær mere om egenskaberne af stoffer fradenne mangfoldige og fantastiske klasse af forbindelser vil blive diskuteret i næste afsnit.
Fysiske egenskaber
Hydrider er for det meste gasser. Men tager vi metalhydrider (de er ustabile under normale forhold og reagerer meget hurtigt med vand), så kan det også være faste stoffer. Nogle af dem (f.eks. hydrogenbromid) findes også i flydende tilstand.
Det er simpelthen umuligt at give en generel beskrivelse af sådan en enorm klasse af stoffer, fordi de alle er forskellige, og afhængigt af grundstoffet, der udgør hydridet, har de udover brint forskellige fysiske egenskaber og kemiske egenskaber. Men de kan opdeles i klasser, hvori forbindelserne ligner noget. Nedenfor vil vi overveje hver klasse separat.
Ionhydrider er forbindelser af hydrogen med alkali- eller jordalkalimetaller. De er hvide stoffer, stabile under normale forhold. Når de opvarmes, nedbrydes disse forbindelser til deres metal og brint uden at smelte. En undtagelse er LiH, som smelter uden nedbrydning og ved kraftig opvarmning bliver til Li og H2.
Metalhydrider er forbindelser af overgangsmetaller. Meget ofte har de en variabel sammensætning. De kan repræsenteres som en fast opløsning af brint i et metal. De har også en metalkrystalstruktur.
Til kovalente hydrider hører netop den type, der er mest almindelig på Jorden: forbindelser af brint med ikke-metaller. Det brede distributionsområde af disse stoffer skyldes dereshøj stabilitet, da kovalente bindinger er de stærkeste kemiske bindinger.
Som et eksempel er formlen for siliciumhydrid SiH4. Hvis vi ser på det i volumen, vil vi se, at brint er meget tæt tiltrukket af det centrale siliciumatom, og dets elektroner forskydes mod det. Silicium har en tilstrækkelig høj elektronegativitet, derfor er det i stand til at tiltrække elektroner til sin kerne stærkere og derved reducere bindingslængden mellem det og naboatomet. Og som du ved, jo kortere båndet er, jo stærkere er det.
I det næste afsnit vil vi diskutere, hvordan hydrider adskiller sig fra andre forbindelser med hensyn til reaktivitet.
Kemiske egenskaber
I dette afsnit er det også værd at opdele hydriderne i de samme grupper som tidligere. Og vi vil starte med egenskaberne af ionhydrider. Deres væsentligste forskel fra de to andre typer er, at de aktivt interagerer med vand med dannelse af alkali og frigivelse af brint i form af gas. Reaktionen af hydrid - vand er ret eksplosiv, så forbindelserne opbevares oftest uden fugt. Dette gøres, fordi vand, selv i luften, kan igangsætte en farlig transformation.
Lad os vise ligningen for ovenstående reaktion ved at bruge eksemplet på et stof såsom kaliumhydrid:
KH + H2O=KOH + H2
Som vi kan se, er alt ganske enkelt. Derfor vil vi overveje mere interessante reaktioner, der er karakteristiske for de to andre typer stoffer, vi beskriver.
I princippet er resten af de transformationer, som vi ikke har analyseret, karakteristiske for alle typer stoffer. De erhar tendens til at reagere med metaloxider for at danne metal, enten med vand eller med hydroxid (sidstnævnte er typisk for alkali- og jordalkalimetaller).
En anden interessant reaktion er termisk nedbrydning. Det forekommer ved høje temperaturer og passerer før dannelsen af metal og brint. Vi vil ikke dvæle ved denne reaktion, da vi allerede har analyseret den i de foregående afsnit.
Så vi har overvejet egenskaberne ved denne type binære forbindelser. Nu er det tid til at tale om at få dem.
Produktion af hydrider
Næsten alle kovalente hydrider er naturlige forbindelser. De er ret stabile, så de går ikke i opløsning under påvirkning af eksterne kræfter. Med ion- og metalhydrider er alting lidt mere kompliceret. De findes ikke i naturen, så de skal syntetiseres. Dette gøres meget enkelt: ved reaktionen af vekselvirkningen mellem brint og det grundstof, hvis hydrid skal opnås.
Application
Nogle hydrider har ingen specifik anvendelse, men de fleste er meget vigtige stoffer for industrien. Vi vil ikke gå i detaljer, for alle har hørt, at for eksempel ammoniak bruges på mange områder og fungerer som et uundværligt stof til fremstilling af kunstige aminosyrer og organiske forbindelser. Brugen af mange hydrider er begrænset af deres kemiske egenskaber. Derfor bruges de udelukkende i laboratorieforsøg.
Anvendelse er et for bredt afsnit for denne klasse af stoffer, så vi har begrænset os til generelle fakta. I den næste del vil vi fortælle dig hvordanmange af os, uden ordentlig viden, forveksler harmløse (eller i det mindste kendte) stoffer med hinanden.
Nogle vrangforestillinger
For eksempel tror nogle mennesker, at hydrogenhydrid er noget farligt. Hvis man kan kalde dette stof det, så er der ingen, der gør det. Hvis du tænker over det, så er hydrogenhydrid en kombination af brint med brint, hvilket betyder, at det er et H2-molekyle. Selvfølgelig er denne gas farlig, men kun når den er blandet med ilt. I sin rene form udgør den ingen fare.
Der er mange obskure navne. De skræmmer den uvante person. Men som praksis viser, er de fleste af dem ikke farlige og bruges til husholdningsformål.
Konklusion
Kemiens verden er enorm, og vi tror, at hvis ikke efter dette, så vil du se det efter adskillige andre artikler. Derfor giver det mening at fordybe dig i dets studie med hovedet. Menneskeheden har opdaget mange nye ting, og endnu mere er stadig ukendt. Og hvis det forekommer dig, at der ikke er noget interessant inden for hydrider, tager du meget fejl.
