Fiecare dintre noi a întâlnit conceptele unei astfel de științe precum chimia. Uneori sunt atât de asemănătoare încât este dificil să le distingem una de alta. Dar este foarte important să le înțelegem pe toate, pentru că uneori o astfel de neînțelegere duce la situații foarte stupide, iar uneori la greșeli de neiertat. În acest articol vă vom spune ce sunt hidrurile, care sunt periculoase și care nu, unde sunt folosite și cum sunt obținute. Dar să începem cu o scurtă digresiune în istorie.
Istorie
Istoria hidrurilor începe cu descoperirea hidrogenului. Acest element a fost descoperit de Henry Cavendish în secolul al XVIII-lea. Hidrogenul, după cum știți, face parte din apă și stă la baza tuturor celorl alte elemente ale tabelului periodic. Datorită lui, existența compușilor organici și a vieții pe planeta noastră este posibilă.
În plus, hidrogenul este baza pentru mulți compuși anorganici. Printre acestea se numără acizi și alcalii, precum și compuși binari unici ai hidrogenului cu alte elemente - hidruri. Data primei lor sinteze nu este cunoscută cu exactitate, dar hidrurile nemetalice sunt cunoscute omului încă din antichitate. Cea mai comună dintre acestea este apa. Da, apa este hidrură de oxigen.
De asemenea, această clasă include amoniacul (componenta principală a amoniacului), hidrogenul sulfurat, acidul clorhidric și compuși similari. Aflați mai multe despre proprietățile substanțelor dinaceastă clasă diversă și uimitoare de compuși va fi discutată în secțiunea următoare.
Proprietăți fizice
Hidrurile sunt în mare parte gaze. Totuși, dacă luăm hidruri metalice (sunt instabile în condiții normale și reacționează foarte repede cu apa), atunci acestea pot fi și substanțe solide. Unele dintre ele (de exemplu, bromură de hidrogen) există și în stare lichidă.
Este pur și simplu imposibil de făcut o descriere generală a unei clase atât de uriașe de substanțe, deoarece toate sunt diferite și, în funcție de elementul care alcătuiește hidrura, pe lângă hidrogen, au caracteristici fizice diferite și proprietăți chimice. Dar ele pot fi împărțite în clase, compușii în care sunt oarecum asemănători. Mai jos vom lua în considerare fiecare clasă separat.
Hidrurile ionice sunt compuși ai hidrogenului cu metale alcaline sau alcalino-pământoase. Sunt substanțe albe, stabile în condiții normale. Când sunt încălziți, acești compuși se descompun în metal și hidrogen fără a se topi. O excepție este LiH, care se topește fără descompunere și, atunci când este încălzit puternic, se transformă în Li și H2.
Hidrurile metalice sunt compuși ai metalelor de tranziție. Foarte des au o compoziție variabilă. Ele pot fi reprezentate ca o soluție solidă de hidrogen într-un metal. De asemenea, au o structură metalică de cristal.
Hidrurilor covalente aparține doar tipul care este cel mai comun pe Pământ: compuși ai hidrogenului cu nemetale. Aria largă de distribuție a acestor substanțe se datorează acestorastabilitate ridicată, deoarece legăturile covalente sunt cele mai puternice dintre legăturile chimice.
De exemplu, formula pentru hidrura de siliciu este SiH4. Dacă ne uităm la el în volum, vom vedea că hidrogenul este foarte strâns atras de atomul central de siliciu, iar electronii acestuia sunt deplasați către acesta. Siliciul are o electronegativitate suficient de mare, prin urmare, este capabil să atragă electronii către nucleul său mai puternic, reducând astfel lungimea legăturii dintre acesta și atomul vecin. Și după cum știți, cu cât legătura este mai scurtă, cu atât este mai puternică.
În secțiunea următoare, vom discuta despre modul în care hidrurile diferă de alți compuși în ceea ce privește reactivitatea.
Proprietăți chimice
În această secțiune, merită, de asemenea, împărțirea hidrurilor în aceleași grupuri ca și în trecut. Și vom începe cu proprietățile hidrurilor ionice. Principala lor diferență față de celel alte două tipuri este că interacționează activ cu apa cu formarea de alcali și eliberarea de hidrogen sub formă de gaz. Reacția hidrură - apă este destul de explozivă, astfel încât compușii sunt cel mai adesea depozitați fără umiditate. Acest lucru se face deoarece apa, chiar și în aer, poate iniția o transformare periculoasă.
Să arătăm ecuația reacției de mai sus folosind exemplul unei substanțe precum hidrura de potasiu:
KH + H2O=KOH + H2
După cum putem vedea, totul este destul de simplu. Prin urmare, vom lua în considerare reacții mai interesante caracteristice celorl alte două tipuri de substanțe pe care le descriem.
În principiu, restul transformărilor pe care nu le-am analizat sunt caracteristice tuturor tipurilor de substanțe. Sunttind să reacționeze cu oxizii metalici pentru a forma metal, fie cu apă, fie cu hidroxid (acesta din urmă este tipic pentru metalele alcaline și alcalino-pământoase).
O altă reacție interesantă este descompunerea termică. Apare la temperaturi ridicate și trece înainte de formarea metalului și a hidrogenului. Nu ne vom opri asupra acestei reacții, deoarece am analizat-o deja în secțiunile anterioare.
Deci, am luat în considerare proprietățile acestui tip de compuși binari. Acum este timpul să vorbim despre obținerea lor.
Producerea de hidruri
Aproape toate hidrurile covalente sunt compuși naturali. Sunt destul de stabili, deci nu se dezintegrează sub influența forțelor externe. Cu hidruri ionice și metalice, totul este puțin mai complicat. Ele nu există în natură, așa că trebuie sintetizate. Acest lucru se face foarte simplu: prin reacția interacțiunii hidrogenului și elementului a cărui hidrură urmează să fie obținută.
Aplicație
Unele hidruri nu au o aplicație specifică, dar majoritatea sunt substanțe foarte importante pentru industrie. Nu vom intra în detalii, pentru că toată lumea a auzit că, de exemplu, amoniacul este folosit în multe domenii și servește ca substanță indispensabilă pentru producerea de aminoacizi artificiali și compuși organici. Utilizarea multor hidruri este limitată de proprietățile lor chimice. Prin urmare, ele sunt utilizate exclusiv în experimente de laborator.
Aplicarea este o secțiune prea largă pentru această clasă de substanțe, așa că ne-am limitat la fapte generale. În partea următoare, vă vom spune cummulți dintre noi, fără cunoștințe adecvate, confundăm substanțe inofensive (sau cel puțin cunoscute) unele cu altele.
Niste iluzii
De exemplu, unii oameni cred că hidrura de hidrogen este ceva periculos. Dacă poți numi această substanță așa, atunci nimeni nu o face. Dacă te gândești la asta, atunci hidrura de hidrogen este o combinație de hidrogen cu hidrogen, ceea ce înseamnă că este o moleculă H2. Desigur, acest gaz este periculos, dar numai atunci când este amestecat cu oxigen. În forma sa pură, nu prezintă niciun pericol.
Există multe nume obscure. Ei îngrozesc persoana neobișnuită. Cu toate acestea, după cum arată practica, majoritatea nu sunt periculoase și sunt folosite în scopuri casnice.
Concluzie
Lumea chimiei este uriașă și credem că dacă nu după aceasta, atunci după alte câteva articole, vei vedea singur. De aceea are sens să te cufunzi cu capul în studiul lui. Omenirea a descoperit multe lucruri noi și chiar mai multe rămân necunoscute. Și dacă ți se pare că nu există nimic interesant în domeniul hidrurilor, te înșeli foarte mult.
