Әрқайсымыз химия сияқты ғылымның ұғымдарын кездестірдік. Кейде олардың ұқсастығы сонша, бірін екіншісінен ажырату қиын. Бірақ олардың барлығын түсіну өте маңызды, өйткені кейде мұндай түсінбеушілік өте ақымақ жағдайларға, кейде кешірілмейтін қателіктерге әкеледі. Бұл мақалада біз гидридтердің қандай екенін, қайсысы қауіпті және қайсысы жоқ екенін, олардың қайда қолданылатынын және оларды қалай алуға болатынын айтамыз. Бірақ тарихқа қысқаша шолу жасаудан бастайық.
Тарих
Гидридтердің тарихы сутегінің ашылуынан басталады. Бұл элементті 18 ғасырда Генри Кавендиш ашқан. Сутегі, өздеріңіз білетіндей, судың бөлігі болып табылады және периодтық кестенің барлық басқа элементтерінің негізі болып табылады. Оның арқасында біздің планетада органикалық қосылыстар мен тіршілік болуы мүмкін.
Сонымен қатар сутегі көптеген бейорганикалық қосылыстардың негізі болып табылады. Олардың ішінде қышқылдар мен сілтілер, сонымен қатар сутегінің басқа элементтермен бірегей екілік қосылыстары – гидридтер бар. Олардың алғашқы синтезінің күні нақты белгілі емес, бірақ металл емес гидридтер адамға ежелгі уақыттан бері белгілі. Олардың ең көп таралғаны - су. Иә, су - оттегі гидриді.
Сонымен қатар бұл сыныпқа аммиак (аммиактың негізгі құрамдас бөлігі), күкіртті сутегі, хлорсутек және ұқсас қосылыстар кіреді. Заттардың қасиеттері туралы көбірек біліңізқосылыстардың бұл алуан түрлі және таңғажайып класы келесі бөлімде талқыланады.
Физикалық қасиеттері
Гидридтер негізінен газдар. Алайда, егер металл гидридтерін алсақ (олар қалыпты жағдайда тұрақсыз және сумен өте тез әрекеттеседі), онда бұлар да қатты заттар болуы мүмкін. Олардың кейбіреулері (мысалы, бромсутек) сұйық күйде де болады.
Осындай орасан зор заттар класына жалпы сипаттама беру мүмкін емес, өйткені олардың барлығы әртүрлі және гидридті құрайтын элементке байланысты, сутегіден басқа, олардың физикалық сипаттамалары әртүрлі және химиялық қасиеттері. Бірақ оларды кластарға бөлуге болады, олардың қосылыстары біршама ұқсас. Төменде әр сыныпты бөлек қарастырамыз.
Иондық гидридтер - сутегінің сілтілі немесе сілтілі жер металдарымен қосылыстары. Олар ақ заттар, қалыпты жағдайда тұрақты. Қыздырған кезде бұл қосылыстар балқымай металға және сутегіге ыдырайды. Бір ерекшелік - LiH, ол ыдырамай балқиды және қатты қыздырғанда Li және H2 айналады.
Метал гидридтері – өтпелі металдардың қосылыстары. Көбінесе олардың ауыспалы құрамы бар. Оларды металдағы сутегінің қатты ерітіндісі ретінде көрсетуге болады. Сондай-ақ олардың металл кристалдық құрылымы бар.
Ковалентті гидридтерге тек жер бетінде жиі кездесетін түр жатады: сутегінің бейметалдармен қосылыстары. Бұл заттардың кең таралу аймағы олардың болуына байланыстыжоғары тұрақтылық, өйткені коваленттік байланыстар химиялық байланыстың ең күштісі болып табылады.
Мысал ретінде кремний гидридінің формуласы SiH4. Көлем бойынша қарасақ, сутегі орталық кремний атомына өте тығыз тартылып, оның электрондары оған қарай ығысады. Кремний жеткілікті жоғары электртерістігі бар, сондықтан ол электрондарды өз ядросына күштірек тарта алады, осылайша онымен көрші атом арасындағы байланыс ұзындығын азайтады. Өздеріңіз білетіндей, байланыс неғұрлым қысқа болса, соғұрлым күшті болады.
Келесі бөлімде гидридтердің реактивтілігі жағынан басқа қосылыстардан қалай ерекшеленетінін талқылаймыз.
Химиялық қасиеттері
Бұл бөлімде гидридтерді бұрынғыдай топтарға бөлген жөн. Ал біз иондық гидридтердің қасиеттерінен бастаймыз. Олардың басқа екі түрінен басты айырмашылығы сумен белсенді әрекеттесіп, сілтінің түзілуі және сутегінің газ түрінде бөлінуі. Гидридтің реакциясы - су өте жарылғыш, сондықтан қосылыстар көбінесе ылғалсыз сақталады. Бұл су, тіпті ауада болса да, қауіпті өзгерісті тудыруы мүмкін болғандықтан жасалады.
Жоғарыдағы реакция теңдеуін калий гидриді сияқты заттың мысалы арқылы көрсетейік:
KH + H2O=KOH + H2
Көріп отырғанымыздай, бәрі өте қарапайым. Сондықтан біз сипаттайтын заттардың басқа екі түріне тән қызықтырақ реакцияларды қарастырамыз.
Негізінде біз талдамаған басқа түрлендірулер заттардың барлық түрлеріне тән. Оларсумен немесе гидроксидпен металды түзу үшін метал оксидтерімен әрекеттеседі (соңғысы сілтілі және сілтілі жер металдарына тән).
Тағы бір қызықты реакция - термиялық ыдырау. Ол жоғары температурада пайда болады және металл мен сутегінің пайда болуына дейін өтеді. Біз бұл реакцияға тоқталмаймыз, өйткені біз оны алдыңғы бөлімдерде талдап қойғанбыз.
Сонымен, біз екілік қосылыстардың осы түрінің қасиеттерін қарастырдық. Енді оларды алу туралы айтатын кез келді.
Гидридтер өндірісі
Коваленттік гидридтердің барлығы дерлік табиғи қосылыстар болып табылады. Олар айтарлықтай тұрақты, сондықтан олар сыртқы күштердің әсерінен ыдырамайды. Иондық және металл гидридтерімен бәрі біршама күрделірек. Олар табиғатта жоқ, сондықтан оларды синтездеу керек. Бұл өте қарапайым: сутегі мен гидриді алынатын элементтің әрекеттесу реакциясы арқылы.
Қолданба
Кейбір гидридтердің арнайы қолданбасы жоқ, бірақ көпшілігі өнеркәсіп үшін өте маңызды заттар. Біз егжей-тегжейлі тоқталмаймыз, өйткені, мысалы, аммиак көптеген салаларда қолданылады және жасанды аминқышқылдары мен органикалық қосылыстарды алу үшін таптырмас зат ретінде қызмет етеді деп естіген. Көптеген гидридтерді қолдану олардың химиялық қасиеттерімен шектеледі. Сондықтан олар тек зертханалық тәжірибелерде қолданылады.
Қолдану осы заттар класы үшін тым кең тарау, сондықтан біз жалпы фактілермен шектелдік. Келесі бөлімде біз сізге қалай болатынын айтамызКөбіміз дұрыс білімсіз зиянсыз (немесе кем дегенде белгілі) заттарды бір-бірімізбен шатастырамыз.
Кейбір адасулар
Мысалы, кейбір адамдар сутегі гидридін қауіпті нәрсе деп ойлайды. Егер сіз бұл затты осылай атай алсаңыз, оны ешкім жасамайды. Егер сіз бұл туралы ойласаңыз, онда сутегі гидриді сутегінің сутегімен қосындысы болып табылады, яғни бұл H2 молекуласы. Әрине, бұл газ қауіпті, бірақ оттегімен араласқанда ғана. Таза түрінде ол ешқандай қауіп төндірмейді.
Көптеген түсініксіз атаулар бар. Олар үйренбеген адамды қорқытады. Дегенмен, тәжірибе көрсеткендей, олардың көпшілігі қауіпті емес және тұрмыстық мақсатта қолданылады.
Қорытынды
Химия әлемі орасан зор, осыдан кейін болмаса, бірнеше басқа мақалалардан кейін өз көзіңізбен көресіз деп ойлаймыз. Сондықтан оның зерттеуіне басыңызбен енудің мағынасы бар. Адамзат көптеген жаңа нәрселерді ашты, одан да көп нәрсе белгісіз. Ал егер сізге гидридтер саласында қызық ештеңе жоқ сияқты көрінсе, сіз қатты қателесесіз.
