Մեզնից յուրաքանչյուրը հանդիպել է այնպիսի գիտության հասկացություններին, ինչպիսին քիմիան է: Երբեմն դրանք այնքան նման են, որ դժվար է տարբերակել մեկը մյուսից։ Բայց շատ կարեւոր է հասկանալ բոլորին, քանի որ երբեմն նման թյուրիմացությունը հանգեցնում է շատ հիմար իրավիճակների, երբեմն էլ՝ աններելի սխալների։ Այս հոդվածում մենք ձեզ կպատմենք, թե ինչ են հիդրիդները, որոնք են վտանգավոր և որոնք ոչ, որտեղ են դրանք օգտագործվում և ինչպես են դրանք ստանում: Բայց եկեք սկսենք պատմության հակիրճ շեղումից:
Պատմություն
Հիդրիդների պատմությունը սկսվում է ջրածնի հայտնաբերմամբ: Այս տարրը հայտնաբերել է Հենրի Քավենդիշը 18-րդ դարում։ Ջրածինը, ինչպես գիտեք, ջրի մի մասն է և հանդիսանում է պարբերական համակարգի մյուս բոլոր տարրերի հիմքը։ Նրա շնորհիվ մեր մոլորակի վրա հնարավոր է օրգանական միացությունների և կյանքի գոյությունը։
Բացի այդ, ջրածինը հիմք է հանդիսանում բազմաթիվ անօրգանական միացությունների համար: Դրանց թվում են թթուները և ալկալիները, ինչպես նաև ջրածնի եզակի երկուական միացությունները այլ տարրերի հետ՝ հիդրիդներ։ Նրանց առաջին սինթեզի ամսաթիվը հստակ հայտնի չէ, բայց ոչ մետաղական հիդրիդները մարդուն հայտնի են եղել հնագույն ժամանակներից: Դրանցից ամենատարածվածը ջուրն է: Այո, ջուրը թթվածնի հիդրիդ է։
Նաև այս դասը ներառում է ամոնիակը (ամոնիակի հիմնական բաղադրիչը), ջրածնի սուլֆիդը, ջրածնի քլորիդը և նմանատիպ միացությունները: Իմացեք ավելին նյութերի հատկությունների մասինմիացությունների այս բազմազան և զարմանալի դասը կքննարկվի հաջորդ բաժնում:
Ֆիզիկական հատկություններ
Հիդրիդները հիմնականում գազեր են: Այնուամենայնիվ, եթե վերցնենք մետաղի հիդրիդներ (նորմալ պայմաններում դրանք անկայուն են և շատ արագ արձագանքում են ջրի հետ), ապա դրանք նույնպես կարող են լինել պինդ նյութեր։ Դրանցից մի քանիսը (օրինակ՝ ջրածնի բրոմիդը) գոյություն ունեն նաև հեղուկ վիճակում։
Պարզապես անհնար է ընդհանուր նկարագրություն տալ նման հսկայական դասի նյութերի, քանի որ դրանք բոլորը տարբեր են և, կախված հիդրիդը կազմող տարրից, բացի ջրածնից, ունեն տարբեր ֆիզիկական բնութագրեր և քիմիական հատկություններ. Բայց դրանք կարելի է բաժանել դասերի, որոնց միացությունները որոշ չափով նման են։ Ստորև մենք կքննարկենք յուրաքանչյուր դասը առանձին:
Իոնային հիդրիդները ջրածնի միացություններ են ալկալային կամ հողալկալիական մետաղների հետ: Սպիտակ նյութեր են, նորմալ պայմաններում կայուն։ Երբ տաքանում են, այդ միացությունները քայքայվում են իրենց մետաղի և ջրածնի՝ առանց հալվելու: Բացառություն է LiH-ը, որը հալվում է առանց քայքայվելու և ուժեղ տաքանալիս վերածվում է Li-ի և H2:
Մետաղների հիդրիդները անցումային մետաղների միացություններ են: Շատ հաճախ դրանք ունեն փոփոխական կազմ։ Դրանք կարող են ներկայացվել որպես մետաղի մեջ ջրածնի պինդ լուծույթ։ Նրանք ունեն նաև մետաղական բյուրեղյա կառուցվածք։
Կովալենտ հիդրիդներին պատկանում է հենց այն տեսակը, որն առավել տարածված է Երկրի վրա՝ ջրածնի միացությունները ոչ մետաղների հետ: Այս նյութերի տարածման լայն տարածքը պայմանավորված է դրանցովբարձր կայունություն, քանի որ կովալենտային կապերն ամենաուժեղն են քիմիական կապերից։
Որպես օրինակ, սիլիցիումի հիդրիդի բանաձևն է SiH4: Եթե նայենք ծավալով, ապա կտեսնենք, որ ջրածինը շատ ամուր ձգվում է դեպի կենտրոնական սիլիցիումի ատոմը, և նրա էլեկտրոնները շարժվում են դեպի այն։ Սիլիկոնն ունի բավականաչափ բարձր էլեկտրաբացասականություն, հետևաբար, այն կարողանում է ավելի ուժեղ էլեկտրոններ ներգրավել դեպի իր միջուկը՝ դրանով իսկ նվազեցնելով իր և հարևան ատոմի միջև կապի երկարությունը։ Եվ ինչպես գիտեք, որքան կարճ է կապը, այնքան ավելի ամուր է այն։
Հաջորդ բաժնում մենք կքննարկենք, թե ինչպես են հիդրիդները տարբերվում այլ միացություններից ռեակտիվության առումով:
Քիմիական հատկություններ
Այս բաժնում արժե նաև հիդրիդները բաժանել նույն խմբերի, ինչ նախկինում։ Եվ մենք կսկսենք իոնային հիդրիդների հատկություններից։ Նրանց հիմնական տարբերությունը մյուս երկու տեսակներից այն է, որ նրանք ակտիվորեն փոխազդում են ջրի հետ՝ առաջացնելով ալկալիներ և ջրածնի արտազատում գազի տեսքով։ Հիդրիդ-ջուր ռեակցիան բավականին պայթուցիկ է, ուստի միացությունները ամենից հաճախ պահվում են առանց խոնավության: Դա արվում է, քանի որ ջուրը, նույնիսկ օդում, կարող է վտանգավոր փոխակերպում առաջացնել:
Եկեք ցույց տանք վերը նշված ռեակցիայի հավասարումը, օգտագործելով այնպիսի նյութի օրինակ, ինչպիսին է կալիումի հիդրիդը:
KH + H2O=KOH + H2
Ինչպես տեսնում ենք, ամեն ինչ բավականին պարզ է։ Հետևաբար, մենք կքննարկենք մեր նկարագրած մյուս երկու տեսակի նյութերին բնորոշ ավելի հետաքրքիր ռեակցիաներ։
Սկզբունքորեն, մնացած փոխակերպումները, որոնք մենք չենք վերլուծել, բնորոշ են բոլոր տեսակի նյութերին: Նրանք ենհակված են փոխազդելու մետաղների օքսիդների հետ՝ մետաղ առաջացնելու համար՝ ջրի կամ հիդրօքսիդի հետ (վերջինս բնորոշ է ալկալային և հողալկալիական մետաղներին):
Մյուս հետաքրքիր ռեակցիան ջերմային տարրալուծումն է: Այն առաջանում է բարձր ջերմաստիճաններում և անցնում է մինչև մետաղի և ջրածնի առաջացումը։ Մենք չենք անդրադառնա այս արձագանքին, քանի որ այն արդեն վերլուծել ենք նախորդ բաժիններում։
Այսպիսով, մենք դիտարկել ենք այս տեսակի երկուական միացությունների հատկությունները: Հիմա ժամանակն է խոսել դրանք ստանալու մասին։
Հիդրիդների արտադրություն
Գրեթե բոլոր կովալենտ հիդրիդները բնական միացություններ են: Նրանք բավականին կայուն են, ուստի արտաքին ուժերի ազդեցության տակ չեն քայքայվում։ Իոնային և մետաղական հիդրիդների դեպքում ամեն ինչ մի փոքր ավելի բարդ է: Նրանք բնության մեջ գոյություն չունեն, ուստի դրանք պետք է սինթեզվեն։ Դա արվում է շատ պարզ՝ ջրածնի և այն տարրի փոխազդեցությամբ, որի հիդրիդը պետք է ստացվի։
Դիմում
Որոշ հիդրիդներ չունեն հատուկ կիրառություն, սակայն մեծ մասը շատ կարևոր նյութեր են արդյունաբերության համար: Մենք չենք խորանա մանրամասների մեջ, քանի որ բոլորը լսել են, որ, օրինակ, ամոնիակն օգտագործվում է շատ ոլորտներում և ծառայում է որպես անփոխարինելի նյութ արհեստական ամինաթթուների և օրգանական միացությունների արտադրության համար։ Շատ հիդրիդների օգտագործումը սահմանափակված է նրանց քիմիական հատկություններով: Ուստի դրանք օգտագործվում են բացառապես լաբորատոր փորձերում։
Կիրառումը չափազանց լայն բաժին է այս դասի նյութերի համար, ուստի մենք սահմանափակվել ենք ընդհանուր փաստերով: Հաջորդ մասում կպատմենք, թե ինչպեսՄեզանից շատերը, առանց համապատասխան գիտելիքների, անվնաս (կամ գոնե հայտնի) նյութերը շփոթում են միմյանց հետ։
Որոշ մոլորություններ
Օրինակ, որոշ մարդիկ կարծում են, որ ջրածնի հիդրիդը վտանգավոր բան է: Եթե դուք կարող եք այս նյութը այդպես անվանել, ապա ոչ ոք դա չի անում: Եթե մտածեք դրա մասին, ապա ջրածնի հիդրիդը ջրածնի և ջրածնի համակցություն է, ինչը նշանակում է, որ այն H2 մոլեկուլ է: Իհարկե, այս գազը վտանգավոր է, բայց միայն այն դեպքում, երբ խառնվում է թթվածնի հետ։ Իր մաքուր տեսքով այն ոչ մի վտանգ չի ներկայացնում:
Կան շատ անհասկանալի անուններ: Նրանք սարսափեցնում են անսովոր մարդուն։ Սակայն, ինչպես ցույց է տալիս պրակտիկան, դրանց մեծ մասը վտանգավոր չէ և օգտագործվում է կենցաղային նպատակներով։
Եզրակացություն
Քիմիայի աշխարհը հսկայական է, և մենք կարծում ենք, որ եթե ոչ սրանից հետո, ապա մի քանի այլ հոդվածներից հետո ինքներդ կհամոզվեք։ Այդ իսկ պատճառով իմաստ ունի գլխով ընկղմվել դրա ուսումնասիրության մեջ։ Մարդկությունը շատ նոր բաներ է հայտնաբերել, և ավելին անհայտ է մնում: Եվ եթե ձեզ թվում է, որ հիդրիդների ոլորտում հետաքրքիր բան չկա, դուք մեծապես սխալվում եք։
