Історія
Свою історію гідриди починають з відкриття водню. Цей елемент ще в 18 столітті знайшов Генрі Кавендіш. Водень, як відомо, входить до складу води і є основою всіх інших елементів таблиці Менделєєва. Завдяки йому можливо існування органічних з'єднань і життя на нашій планеті.Крім того, водень є основою і для багатьох неорганічних сполук. У їх числі кислоти і луги, а також унікальні бінарні сполуки водню з іншими елементами - гідриди. Дата першого синтезу точно невідома, але гідриди неметалів були відомі людині ще з давнини. Найпоширеніший з них - вода. Так, вода - це гідрид кисню. Також до цього класу відносять аміак (основний компонент нашатирного спирту), сірководень, хлороводород і їм подібні з'єднання. Більш детально про властивості речовин з цього багатогранного і дивного класу сполук ми поговоримо в наступному розділі.
Фізичні властивості
Гідриди - це в більшості своїй гази. Однак, якщо брати гідриди металів (вони нестійкі в звичайних умовах і дуже швидко реагують з водою), то це можуть бути і тверді речовини. Деякі з них (наприклад, бромоводород) існують і в рідкому стані.Дати загальну характеристику такого величезного класу речовин просто неможливо, адже вони всі різні і, залежно від елемента, що входить до складу гідриду, крім водню, мають різні фізичні характеристики та хімічні властивості. Але їх можна розділити за класами, з'єднання яких чимось схожі. Нижче розглянемо окремо кожен клас. Іонні гідриди - це сполуки водню з лужними або лужно-земельними металами. Вони являють собою речовини білого кольору, стійкі при нормальних умовах. При нагріванні ці з'єднання розкладаються на входить до їх складу метал і водень без плавлення. Один виняток - це LiH, який плавиться без розкладання і при сильному нагріванні перетворюється в Li і H 2 . Металеві гідриди - це сполуки перехідних металів. Дуже часто мають перемінний склад. Їх можна представити як твердий розчин водню в металі. Також мають кристалічну структуру металу. До ковалентним гидридам належить якраз той вид, що найбільш часто зустрічається на Землі: з'єднання водню з неметалами. Широка область розповсюдження цих речовин обумовлена їхньою високою стійкістю, так як ковалентні зв'язки є найсильнішими з хімічних. Як приклад, формула гідриду кремнію: SiH 4 . Якщо подивитися на неї в обсязі, то побачимо, що водень дуже щільно притягнутий до центрального атому кремнію, а його електрони зміщені до нього ж. Кремній володіє досить великий електроотрицательностью, тому здатний сильніше притягувати електрони до свого ядра, тим самим скорочуючи довжину зв'язку між ним і сусіднім атомом. А як відомо, чим коротше зв'язок, тим вона міцніша.
В наступному розділі розглянемо, чим відрізняються гідриди від інших сполук в плані хімічної активності.
Хімічні властивості
У цьому розділі також варто поділити гідриди на ті ж групи, що і в минулому. І почнемо ми з властивостей іонних гідридів. Їх основна відмінність від інших двох видів у тому, що вони активно взаємодіють з водою з утворенням лугу і виділенням водню у вигляді газу. Реакція гідрид - вода досить вибухонебезпечна, тому сполуки найчастіше зберігають без доступу вологи. Це робиться тому, що вода, навіть міститься в повітрі, може ініціювати небезпечне перетворення. Покажемо рівняння вищеописаною реакції на прикладі такої речовини, як гідрид калію: KH + H 2 O = KOH + H 2 Як ми можемо бачити, все досить просто. Тому розглянемо більш цікаві реакції, характерні для двох інших видів описуваних нами речовин. В принципі, інші перетворення, що ми не розібрали, характерні для всіх типів речовин. Вони схильні взаємодіяти з оксидами металів, утворюючи метал, або з водою, або з гідроксидом (останнє характерно для лужних і лужно-земельних металів). Ще одна цікава реакція - термічне розкладання. Воно відбувається при високих температурах і проходить до утворення металу і водню. Не будемо зупинятися на цій реакції, так як вже розбирали її в попередніх розділах. Отже, ми розглянули властивості цього виду бінарних сполук. Тепер варто поговорити про їх отримання.
Отримання гідридів
Майже всі ковалентні гідриди - це природні сполуки. Вони досить стійкі, тому не розпадаються під дією зовнішніх сил. З іонними та металевими гідридами все трохи складніше. Вони не існують у природі, тому їх доводиться синтезувати. Робиться це дуже просто: реакцією взаємодії водню і елемента, гідрид якого потрібно отримати.Застосування
Деякі гідриди не мають конкретного застосування, але більшість - дуже важливі для промисловості речовини. Ми не будемо вдаватися в подробиці, адже кожен чув, що, наприклад, аміак застосовується в багатьох сферах і служить незамінним речовиною для одержання штучних амінокислот і органічних сполук. Застосування багатьох гідридів обмежено особливостями їх хімічних властивостей. Тому їх використовують виключно в лабораторних експериментах. Застосування - занадто великий розділ для цього класу речовин, тому ми обмежилися загальними фактами. У наступній частині розповімо вам, як багато з нас, не маючи належних знань, плутають нешкідливі (або принаймні відомі) речовини між собою.
Деякі омани
Наприклад, деякі вважають, що гідрид водню - щось небезпечне. Якщо і можна так називати це речовина, то ніхто так не робить. Якщо вдуматися, то гідрид водню - це сполука водню з воднем, а значить - молекула H 2 . Звичайно, цей газ небезпечний, але тільки в суміші з киснем. У чистому вигляді він не представляє небезпеки. Існує багато незрозумілих назв. Незвичного людини вони викликають жах. Однак, як показує практика, більшість з них не небезпечно і застосовується в побутових цілях.