Vsak od nas je naletel na koncepte takšne znanosti, kot je kemija. Včasih sta si tako podobni, da je težko ločiti enega od drugega. Zelo pomembno pa je razumeti vse, saj včasih tak nesporazum vodi v zelo neumne situacije, včasih pa v neoprostljive napake. V tem članku vam bomo povedali, kaj so hidridi, kateri so nevarni in kateri ne, kje se uporabljajo in kako jih pridobivamo. Toda začnimo s kratko digresijo v zgodovino.
Zgodovina
Zgodovina hidridov se začne z odkritjem vodika. Ta element je odkril Henry Cavendish v 18. stoletju. Kot veste, je vodik del vode in je osnova vseh drugih elementov periodnega sistema. Zahvaljujoč njemu je možen obstoj organskih spojin in življenje na našem planetu.
Poleg tega je vodik osnova za številne anorganske spojine. Med njimi so kisline in alkalije, pa tudi edinstvene binarne spojine vodika z drugimi elementi - hidridi. Datum njihove prve sinteze ni natančno znan, vendar so nekovinski hidridi človeku znani že od antike. Najpogostejša med njimi je voda. Da, voda je kisikov hidrid.
Ta razred vključuje tudi amoniak (glavna sestavina amoniaka), vodikov sulfid, vodikov klorid in podobne spojine. Več o lastnostih snovi izta raznolik in neverjeten razred spojin bo obravnavan v naslednjem razdelku.
Fizične lastnosti
Hidridi so večinoma plini. Če pa vzamemo kovinske hidride (v normalnih pogojih so nestabilni in zelo hitro reagirajo z vodo), potem so to lahko tudi trdne snovi. Nekateri od njih (na primer vodikov bromid) obstajajo tudi v tekočem stanju.
Splošen opis tako velikega razreda snovi je preprosto nemogoče, saj so vse različne in imajo, odvisno od elementa, ki sestavlja hidrid, poleg vodika različne fizikalne lastnosti in kemične lastnosti. Lahko pa jih razdelimo na razrede, v katerih so spojine nekoliko podobne. Spodaj bomo obravnavali vsak razred posebej.
Ionski hidridi so spojine vodika z alkalijskimi ali zemeljskoalkalijskimi kovinami. So bele snovi, stabilne v normalnih pogojih. Pri segrevanju te spojine razpadejo na kovino in vodik brez taljenja. Ena izjema je LiH, ki se topi brez razgradnje in se ob močnem segrevanju spremeni v Li in H2.
Kovinski hidridi so spojine prehodnih kovin. Zelo pogosto imajo spremenljivo sestavo. Lahko jih predstavimo kot trdno raztopino vodika v kovini. Imajo tudi kovinsko kristalno strukturo.
K kovalentnim hidridom spada ravno tista vrsta, ki je najpogostejša na Zemlji: spojine vodika z nekovinami. Široko območje distribucije teh snovi je posledica njihovegavisoka stabilnost, saj so kovalentne vezi najmočnejše kemične vezi.
Kot primer je formula za silicijev hidrid SiH4. Če ga pogledamo po prostornini, bomo videli, da vodik zelo tesno privlači osrednji atom silicija, njegovi elektroni pa so premaknjeni proti njemu. Silicij ima dovolj visoko elektronegativnost, zato je sposoben močneje pritegniti elektrone k svojemu jedru in s tem zmanjšati dolžino vezi med njim in sosednjim atomom. In kot veste, krajša kot je vez, močnejša je.
V naslednjem razdelku bomo razpravljali o tem, kako se hidridi razlikujejo od drugih spojin glede na reaktivnost.
Kemijske lastnosti
V tem razdelku je prav tako vredno razdeliti hidride v iste skupine kot v preteklosti. In začeli bomo z lastnostmi ionskih hidridov. Njihova glavna razlika od drugih dveh vrst je, da aktivno sodelujejo z vodo s tvorbo alkalij in sproščanjem vodika v obliki plina. Reakcija hidrid - voda je precej eksplozivna, zato so spojine najpogosteje shranjene brez vlage. To je storjeno, ker voda, tudi v zraku, lahko sproži nevarno preobrazbo.
Pokažimo enačbo zgornje reakcije na primeru snovi, kot je kalijev hidrid:
KH + H2O=KOH + H2
Kot vidimo, je vse precej preprosto. Zato bomo razmislili o bolj zanimivih reakcijah, značilnih za drugi dve vrsti snovi, ki ju opisujemo.
Načeloma so ostale transformacije, ki jih nismo analizirali, značilne za vse vrste snovi. sonagnjeni k reakciji s kovinskimi oksidi in tvorijo kovino, bodisi z vodo ali s hidroksidom (slednji je značilen za alkalijske in zemeljskoalkalijske kovine).
Druga zanimiva reakcija je toplotna razgradnja. Pojavlja se pri visokih temperaturah in prehaja pred tvorbo kovine in vodika. Ne bomo se zadrževali na tej reakciji, saj smo jo že analizirali v prejšnjih razdelkih.
Torej, upoštevali smo lastnosti te vrste binarnih spojin. Zdaj je čas, da se pogovorimo o tem, kako jih dobiti.
Proizvodnja hidridov
Skoraj vsi kovalentni hidridi so naravne spojine. So precej stabilne, zato ne razpadejo pod vplivom zunanjih sil. Z ionskimi in kovinskimi hidridi je vse malo bolj zapleteno. V naravi jih ni, zato jih je treba sintetizirati. To se naredi zelo preprosto: z reakcijo interakcije vodika in elementa, katerega hidrid je treba dobiti.
Prijava
Nekateri hidridi nimajo posebne uporabe, večina pa je zelo pomembnih snovi za industrijo. Ne bomo se spuščali v podrobnosti, saj so vsi slišali, da se na primer amoniak uporablja na številnih področjih in služi kot nepogrešljiva snov za proizvodnjo umetnih aminokislin in organskih spojin. Uporaba številnih hidridov je omejena zaradi njihovih kemičnih lastnosti. Zato se uporabljajo izključno v laboratorijskih poskusih.
Uporaba je preširoko področje za ta razred snovi, zato smo se omejili na splošna dejstva. V naslednjem delu vam bomo povedali, kakomnogi od nas brez ustreznega znanja zamenjujejo neškodljive (ali vsaj znane) snovi med seboj.
Nekaj zablod
Na primer, nekateri ljudje mislijo, da je vodikov hidrid nekaj nevarnega. Če lahko tej snovi tako rečete, potem tega nihče ne počne. Če pomislite na to, potem je vodikov hidrid kombinacija vodika z vodikom, kar pomeni, da je H2 molekula. Seveda je ta plin nevaren, vendar le v mešanici s kisikom. V svoji čisti obliki ne predstavlja nevarnosti.
Obstaja veliko nejasnih imen. Prestrašijo nenavajeno osebo. Vendar, kot kaže praksa, večina od njih ni nevarna in se uporablja za domače namene.
Sklep
Svet kemije je ogromen in menimo, da se boste sami prepričali, če ne po tem, pa po več drugih člankih. Zato je smiselno, da se v njegovo študijo potopite z glavo. Človeštvo je odkrilo veliko novega, še več pa ostaja neznanega. In če se vam zdi, da na področju hidridov ni nič zanimivega, se močno motite.
