Mỗi chúng ta đều đã từng bắt gặp các khái niệm của một ngành khoa học như hóa học. Đôi khi chúng giống nhau đến mức khó phân biệt được cái này với cái kia. Nhưng điều rất quan trọng là phải hiểu tất cả chúng, bởi vì đôi khi hiểu lầm như vậy dẫn đến những tình huống rất ngớ ngẩn, và đôi khi là những sai lầm không thể tha thứ. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cho bạn biết hydrua là gì, loại nào nguy hiểm và loại nào không, chúng được sử dụng ở đâu và thu được chúng như thế nào. Nhưng hãy bắt đầu với một cuộc tìm hiểu ngắn gọn về lịch sử.
Lịch sử
Lịch sử của hydrua bắt đầu từ việc phát hiện ra hydro. Nguyên tố này được phát hiện bởi Henry Cavendish vào thế kỷ 18. Hydro, như bạn đã biết, là một phần của nước và là cơ sở của tất cả các nguyên tố khác trong bảng tuần hoàn. Nhờ anh ấy, sự tồn tại của các hợp chất hữu cơ và sự sống trên hành tinh của chúng ta là có thể.
Ngoài ra, hydro là cơ sở cho nhiều hợp chất vô cơ. Trong số đó có axit và kiềm, cũng như các hợp chất nhị phân duy nhất của hydro với các nguyên tố khác - hyđrua. Ngày tổng hợp đầu tiên của chúng không được biết chính xác, nhưng các hydrua phi kim loại đã được con người biết đến từ thời cổ đại. Phổ biến nhất trong số này là nước. Có, nước là oxy hydrua.
Ngoài ra, lớp này còn bao gồm amoniac (thành phần chính của amoniac), hydro sunfua, hydro clorua và các hợp chất tương tự. Tìm hiểu thêm về tính chất của các chất từloại hợp chất đa dạng và tuyệt vời này sẽ được thảo luận trong phần tiếp theo.
Tính chất vật lý
Hydrua hầu hết là chất khí. Tuy nhiên, nếu chúng ta lấy các hyđrua kim loại (chúng không bền ở điều kiện thường và phản ứng rất nhanh với nước), thì đây cũng có thể là những chất rắn. Một số trong số chúng (ví dụ, hydro bromua) cũng tồn tại ở trạng thái lỏng.
Đơn giản là không thể mô tả chung về một nhóm chất khổng lồ như vậy, bởi vì chúng đều khác nhau và tùy thuộc vào nguyên tố tạo nên hiđrua, ngoài hiđro, chúng có các đặc điểm vật lý khác nhau và tính chất hóa học. Nhưng chúng có thể được chia thành các lớp, các hợp chất trong đó hơi giống nhau. Dưới đây, chúng tôi sẽ xem xét từng lớp riêng biệt.
Ionic hydrua là hợp chất của hydro với kim loại kiềm hoặc kiềm thổ. Chúng là những chất màu trắng, bền ở điều kiện thường. Khi đun nóng, các hợp chất này bị phân hủy thành kim loại và hydro của chúng mà không bị nóng chảy. Một ngoại lệ là LiH, nóng chảy mà không bị phân hủy và khi đun nóng mạnh, biến thành Li và H2.
Hiđrua kim loại là hợp chất của kim loại chuyển tiếp. Rất thường chúng có thành phần thay đổi. Chúng có thể được biểu diễn dưới dạng dung dịch rắn của hydro trong kim loại. Chúng cũng có cấu trúc tinh thể kim loại.
Đối với các hiđrua cộng hóa trị chỉ thuộc về loại phổ biến nhất trên Trái đất: hợp chất của hydro với phi kim loại. Khu vực phân bố rộng rãi của các chất này là dođộ ổn định cao, vì liên kết cộng hóa trị là liên kết hóa học mạnh nhất.
Ví dụ, công thức của silicon hydrua là SiH4. Nếu chúng ta nhìn vào thể tích, chúng ta sẽ thấy rằng hydro bị hút rất chặt vào nguyên tử silicon trung tâm, và các electron của nó bị dịch chuyển về phía nó. Silicon có độ âm điện đủ lớn, do đó, nó có khả năng hút electron về phía hạt nhân của nó mạnh hơn, do đó làm giảm độ dài liên kết giữa nó với nguyên tử lân cận. Và như bạn biết, mối liên kết càng ngắn thì nó càng bền chặt.
Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ thảo luận về sự khác biệt của hydrua với các hợp chất khác về khả năng phản ứng.
Tính chất hóa học
Trong phần này, cũng nên chia các hydrua thành các nhóm giống như trong phần trước. Và chúng ta sẽ bắt đầu với các tính chất của hyđrua ion. Sự khác biệt chính của chúng so với hai loại còn lại là chúng tương tác tích cực với nước với sự hình thành kiềm và giải phóng hydro ở dạng khí. Phản ứng của hydrua - nước khá dễ nổ, vì vậy các hợp chất thường được bảo quản mà không có độ ẩm. Điều này được thực hiện vì nước, ngay cả trong không khí, có thể tạo ra sự biến đổi nguy hiểm.
Hãy biểu diễn phương trình của phản ứng trên bằng ví dụ về một chất như kali hiđrua:
KH + H2O=KOH + H2
Như chúng ta thấy, mọi thứ khá đơn giản. Do đó, chúng tôi sẽ xem xét các phản ứng thú vị hơn đặc trưng của hai loại chất khác mà chúng tôi mô tả.
Về nguyên tắc, phần còn lại của các phép biến đổi mà chúng ta chưa phân tích là đặc trưng của tất cả các loại chất. họ đangcó xu hướng phản ứng với oxit kim loại để tạo thành kim loại, với nước hoặc với hiđroxit (chất sau đặc trưng cho kim loại kiềm và kiềm thổ).
Một phản ứng thú vị khác là phân hủy nhiệt. Nó xảy ra ở nhiệt độ cao và đi qua trước khi hình thành kim loại và hydro. Chúng tôi sẽ không đề cập đến phản ứng này, vì chúng tôi đã phân tích nó trong các phần trước.
Vì vậy, chúng ta đã xem xét các thuộc tính của loại hợp chất nhị phân này. Bây giờ là lúc nói về việc lấy chúng.
Sản xuất hydrua
Hầu hết tất cả các hyđrua cộng hóa trị đều là các hợp chất tự nhiên. Chúng khá ổn định nên không bị tan rã dưới tác động của ngoại lực. Với các hyđrua ion và kim loại, mọi thứ phức tạp hơn một chút. Chúng không tồn tại trong tự nhiên, vì vậy chúng phải được tổng hợp. Điều này được thực hiện rất đơn giản: bằng phản ứng tương tác của hydro và nguyên tố có hyđrua sẽ thu được.
Đơn
Một số hydrua không có ứng dụng cụ thể, nhưng hầu hết đều là những chất rất quan trọng đối với ngành công nghiệp. Chúng tôi sẽ không đi vào chi tiết, bởi vì mọi người đã nghe nói rằng, ví dụ, amoniac được sử dụng trong nhiều lĩnh vực và đóng vai trò như một chất không thể thiếu để sản xuất axit amin nhân tạo và các hợp chất hữu cơ. Việc sử dụng nhiều hydrua bị hạn chế bởi các đặc tính hóa học của chúng. Do đó, chúng được sử dụng độc quyền trong các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm.
Ứng dụng là một phần quá rộng đối với loại chất này, vì vậy chúng tôi đã giới hạn bản thân trong các dữ kiện chung. Trong phần tiếp theo, chúng tôi sẽ cho bạn biết cáchnhiều người trong chúng ta, nếu không có kiến thức thích hợp, đã nhầm lẫn giữa các chất vô hại (hoặc ít nhất là đã biết) với nhau.
Vài ảo tưởng
Ví dụ, một số người nghĩ rằng hyđro hydrua là một thứ gì đó nguy hiểm. Nếu bạn có thể gọi chất này là chất kia, thì không ai làm cả. Nếu bạn nghĩ về nó, thì hiđro hiđrua là sự kết hợp của hiđro với hiđro, có nghĩa là nó là phân tử H2. Tất nhiên, khí này nguy hiểm, nhưng chỉ khi trộn với oxy. Ở dạng nguyên chất, nó không gây nguy hiểm.
Có nhiều cái tên khó hiểu. Chúng khiến người không quen khiếp sợ. Tuy nhiên, như thực tế cho thấy, hầu hết chúng không nguy hiểm và được sử dụng cho mục đích gia đình.
Kết
Thế giới hóa học là rất lớn, và chúng tôi nghĩ rằng nếu không có sau này, thì sau một số bài báo khác, bạn sẽ tự mình thấy. Đó là lý do tại sao bạn nên đắm mình trong nghiên cứu với cái đầu của mình. Nhân loại đã khám phá ra nhiều điều mới, và nhiều điều vẫn chưa được biết đến. Và nếu đối với bạn, có vẻ như không có gì thú vị trong lĩnh vực hydrua, thì bạn đã nhầm to rồi.
