თითოეული ჩვენგანი წააწყდა ისეთი მეცნიერების ცნებებს, როგორიცაა ქიმია. ზოგჯერ ისინი იმდენად ჰგვანან ერთმანეთს, რომ ძნელია ერთმანეთისგან გარჩევა. მაგრამ ძალიან მნიშვნელოვანია ყველა მათგანის გაგება, რადგან ზოგჯერ ასეთი გაუგებრობა იწვევს ძალიან სულელურ სიტუაციებს, ზოგჯერ კი უპატიებელ შეცდომებს. ამ სტატიაში ჩვენ გეტყვით რა არის ჰიდრიდები, რომელია საშიში და რომელი არა, სად გამოიყენება და როგორ მიიღება. მაგრამ დავიწყოთ ისტორიის მოკლე გადახრით.
ისტორია
ჰიდრიდების ისტორია წყალბადის აღმოჩენით იწყება. ეს ელემენტი აღმოაჩინა ჰენრი კავენდიშმა მე-18 საუკუნეში. წყალბადი, მოგეხსენებათ, წყლის ნაწილია და არის პერიოდული ცხრილის ყველა სხვა ელემენტის საფუძველი. მისი წყალობით ჩვენს პლანეტაზე ორგანული ნაერთების არსებობა და სიცოცხლეა შესაძლებელი.
გარდა ამისა, წყალბადი მრავალი არაორგანული ნაერთების საფუძველია. მათ შორისაა მჟავები და ტუტეები, აგრეთვე წყალბადის უნიკალური ორობითი ნაერთები სხვა ელემენტებთან - ჰიდრიდებთან. მათი პირველი სინთეზის თარიღი ზუსტად არ არის ცნობილი, მაგრამ არალითონური ჰიდრიდები კაცობრიობისთვის ცნობილია ანტიკურ დროიდან. მათგან ყველაზე გავრცელებული წყალია. დიახ, წყალი არის ჟანგბადის ჰიდრიდი.
ასევე ამ კლასში შედის ამიაკი (ამიაკის მთავარი კომპონენტი), წყალბადის სულფიდი, წყალბადის ქლორიდი და მსგავსი ნაერთები. შეიტყვეთ მეტი ნივთიერებების თვისებების შესახებნაერთების ამ მრავალფეროვან და გასაოცარ კლასს განვიხილავთ შემდეგ ნაწილში.
ფიზიკური თვისებები
ჰიდრიდები ძირითადად აირებია. თუმცა, თუ ჩვენ ვიღებთ ლითონის ჰიდრიდებს (ისინი არასტაბილურია ნორმალურ პირობებში და ძალიან სწრაფად რეაგირებენ წყალთან), მაშინ ისინიც შეიძლება იყოს მყარი ნივთიერებები. ზოგიერთი მათგანი (მაგალითად, წყალბადის ბრომიდი) ასევე არსებობს თხევად მდგომარეობაში.
უბრალოდ შეუძლებელია ნივთიერებების ასეთი უზარმაზარი კლასის ზოგადი აღწერის მიცემა, რადგან ისინი ყველა განსხვავებულია და, ჰიდრიდის შემადგენელი ელემენტის მიხედვით, წყალბადის გარდა, მათ აქვთ განსხვავებული ფიზიკური მახასიათებლები და ქიმიური თვისებები. მაგრამ ისინი შეიძლება დაიყოს კლასებად, ნაერთები, რომლებშიც გარკვეულწილად მსგავსია. ქვემოთ განვიხილავთ თითოეულ კლასს ცალკე.
იონური ჰიდრიდები არის წყალბადის ნაერთები ტუტე ან დედამიწის ტუტე ლითონებთან. ისინი თეთრი ნივთიერებებია, სტაბილური ნორმალურ პირობებში. როდესაც თბება, ეს ნაერთები იშლება მათ ლითონად და წყალბადად დნობის გარეშე. ერთ-ერთი გამონაკლისი არის LiH, რომელიც დნება დაშლის გარეშე და ძლიერი გაცხელებისას გადაიქცევა Li-ად და H2.
მეტალის ჰიდრიდები გარდამავალი ლითონების ნაერთებია. ძალიან ხშირად მათ აქვთ ცვალებადი შემადგენლობა. ისინი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც წყალბადის მყარი ხსნარი მეტალში. მათ ასევე აქვთ ლითონის კრისტალური სტრუქტურა.
კოვალენტურ ჰიდრიდებს მიეკუთვნება დედამიწაზე ყველაზე გავრცელებული ტიპი: წყალბადის ნაერთები არალითონებთან. ამ ნივთიერებების გავრცელების ფართო არეალი განპირობებულია მათითმაღალი სტაბილურობა, ვინაიდან კოვალენტური ბმები ყველაზე ძლიერია ქიმიურ ბმებს შორის.
მაგალითად, სილიციუმის ჰიდრიდის ფორმულა არის SiH4. თუ მოცულობით შევხედავთ, დავინახავთ, რომ წყალბადი ძალიან მჭიდროდ იზიდავს ცენტრალური სილიციუმის ატომს და მისი ელექტრონები გადაადგილდებიან მისკენ. სილიკონს აქვს საკმარისად მაღალი ელექტრონეგატიურობა, ამიტომ მას შეუძლია უფრო ძლიერად მიიზიდოს ელექტრონები თავის ბირთვში, რითაც ამცირებს მასსა და მეზობელ ატომს შორის კავშირის სიგრძეს. და როგორც მოგეხსენებათ, რაც უფრო მოკლეა კავშირი, მით უფრო ძლიერია იგი.
შემდეგ ნაწილში განვიხილავთ, თუ როგორ განსხვავდებიან ჰიდრიდები სხვა ნაერთებისგან რეაქტიულობის თვალსაზრისით.
ქიმიური თვისებები
ამ განყოფილებაში ასევე ღირს ჰიდრიდების დაყოფა იმავე ჯგუფებად, როგორც წარსულში. და ჩვენ დავიწყებთ იონური ჰიდრიდების თვისებებით. მათი მთავარი განსხვავება სხვა ორი ტიპისგან არის ის, რომ ისინი აქტიურად ურთიერთობენ წყალთან ტუტეების წარმოქმნით და წყალბადის გაზის სახით. ჰიდრიდ-წყლის რეაქცია საკმაოდ ფეთქებადია, ამიტომ ნაერთები ყველაზე ხშირად ინახება ტენის გარეშე. ეს კეთდება იმის გამო, რომ წყალმა, თუნდაც ჰაერში, შეიძლება გამოიწვიოს საშიში ტრანსფორმაცია.
მოდით ვაჩვენოთ ზემოაღნიშნული რეაქციის განტოლება ისეთი ნივთიერების მაგალითის გამოყენებით, როგორიცაა კალიუმის ჰიდრიდი:
KH + H2O=KOH + H2
როგორც ვხედავთ, ყველაფერი საკმაოდ მარტივია. აქედან გამომდინარე, ჩვენ განვიხილავთ უფრო საინტერესო რეაქციებს, რომლებიც დამახასიათებელია დანარჩენი ორი ტიპის ნივთიერებისთვის.
პრინციპში, დანარჩენი გარდაქმნები, რომლებიც ჩვენ არ გავაანალიზეთ, დამახასიათებელია ყველა სახის ნივთიერებისთვის. Ისინი არიანმიდრეკილია ლითონის ოქსიდებთან ურთიერთქმედებისკენ, რათა შექმნას ლითონი, წყალთან ან ჰიდროქსიდთან (ეს უკანასკნელი დამახასიათებელია ტუტე და ტუტე მიწის ლითონებისთვის).
კიდევ ერთი საინტერესო რეაქცია არის თერმული დაშლა. ის წარმოიქმნება მაღალ ტემპერატურაზე და გადის ლითონისა და წყალბადის წარმოქმნამდე. ჩვენ არ შევჩერდებით ამ რეაქციაზე, რადგან უკვე გავაანალიზეთ ის წინა თავებში.
მაშ ასე, ჩვენ განვიხილეთ ამ ტიპის ბინარული ნაერთების თვისებები. ახლა დროა ვისაუბროთ მათ მიღებაზე.
ჰიდრიდების წარმოება
თითქმის ყველა კოვალენტური ჰიდრიდი ბუნებრივი ნაერთებია. ისინი საკმაოდ სტაბილურია, ამიტომ არ იშლება გარე ძალების გავლენის ქვეშ. იონური და ლითონის ჰიდრიდებით, ყველაფერი ცოტა უფრო რთულია. ისინი ბუნებაში არ არსებობენ, ამიტომ უნდა მოხდეს მათი სინთეზირება. ეს კეთდება ძალიან მარტივად: წყალბადისა და ელემენტის ურთიერთქმედების რეაქციით, რომლის ჰიდრიდი უნდა მივიღოთ.
აპლიკაცია
ზოგიერთ ჰიდრიდს არ აქვს სპეციფიკური გამოყენება, მაგრამ უმეტესობა ძალიან მნიშვნელოვანი ნივთიერებებია ინდუსტრიისთვის. ჩვენ დეტალებს არ შევეხებით, რადგან ყველას სმენია, რომ, მაგალითად, ამიაკი გამოიყენება ბევრ სფეროში და ემსახურება როგორც შეუცვლელი ნივთიერება ხელოვნური ამინომჟავების და ორგანული ნაერთების წარმოებისთვის. ბევრი ჰიდრიდის გამოყენება შეზღუდულია მათი ქიმიური თვისებებით. ამიტომ, ისინი გამოიყენება ექსკლუზიურად ლაბორატორიულ ექსპერიმენტებში.
აპლიკაცია ძალიან ფართოა ამ კლასის ნივთიერებებისთვის, ამიტომ ჩვენ შემოვიფარგლებით ზოგადი ფაქტებით. შემდეგ ნაწილში ჩვენ გეტყვით როგორბევრი ჩვენგანი, სათანადო ცოდნის გარეშე, უვნებელ (ან სულ მცირე ცნობილ) ნივთიერებებს ერთმანეთში ურევს.
ზოგიერთი ბოდვა
მაგალითად, ზოგი ფიქრობს, რომ წყალბადის ჰიდრიდი არის რაღაც საშიში. თუ შეგიძლიათ ამ ნივთიერებას ასე უწოდოთ, მაშინ ამას არავინ აკეთებს. თუ დაფიქრდებით, მაშინ წყალბადის ჰიდრიდი არის წყალბადის კომბინაცია წყალბადთან, რაც ნიშნავს რომ ის არის H2 მოლეკულა. რა თქმა უნდა, ეს გაზი საშიშია, მაგრამ მხოლოდ ჟანგბადთან შერევისას. მისი სუფთა სახით, ის არ წარმოადგენს საფრთხეს.
ბევრი ბუნდოვანი სახელია. ისინი აშინებენ შეუჩვეველს. თუმცა, როგორც პრაქტიკა გვიჩვენებს, მათი უმრავლესობა არ არის საშიში და გამოიყენება საყოფაცხოვრებო მიზნებისთვის.
დასკვნა
ქიმიის სამყარო უზარმაზარია და ჩვენ ვფიქრობთ, რომ თუ არა ამის შემდეგ, მაშინ რამდენიმე სხვა სტატიის შემდეგ, თქვენ თავად ნახავთ. ამიტომ აზრი აქვს მის შესწავლაში თავით ჩაეფლო. კაცობრიობამ ბევრი ახალი რამ აღმოაჩინა და კიდევ უფრო მეტი უცნობი რჩება. და თუ მოგეჩვენებათ, რომ ჰიდრიდების სფეროში საინტერესო არაფერია, დიდად ცდებით.
