כל אחד מאיתנו נתקל במושגים של מדע כמו כימיה. לפעמים הם כל כך דומים שקשה להבחין בין אחד לשני. אבל חשוב מאוד להבין את כולם, כי לפעמים אי הבנה כזו מובילה למצבים מאוד מטופשים, ולפעמים לטעויות בלתי נסלחות. במאמר זה נספר לכם מה הם הידידים, אילו מסוכנים ואיזה לא, היכן משתמשים בהם וכיצד משיגים אותם. אבל בואו נתחיל עם סטייה קצרה אל ההיסטוריה.
היסטוריה
ההיסטוריה של ההידרידים מתחילה בגילוי המימן. יסוד זה התגלה על ידי הנרי קוונדיש במאה ה-18. מימן, כידוע, הוא חלק מהמים והוא הבסיס לכל שאר היסודות בטבלה המחזורית. הודות לו, קיומן של תרכובות אורגניות וחיים על הפלנטה שלנו אפשרי.
בנוסף, מימן הוא הבסיס לתרכובות אנאורגניות רבות. ביניהם חומצות ואלקליות, כמו גם תרכובות בינאריות ייחודיות של מימן עם יסודות אחרים - הידרידים. התאריך של הסינתזה הראשונה שלהם אינו ידוע בדיוק, אבל הידידים שאינם מתכת היו ידועים לאדם מאז העת העתיקה. הנפוץ שבהם הוא מים. כן, מים הם חמצן הידריד.
גם מחלקה זו כוללת אמוניה (המרכיב העיקרי באמוניה), מימן גופרתי, מימן כלורי ותרכובות דומות. למד עוד על התכונות של חומרים מהמעמד המגוון והמדהים הזה של תרכובות יידון בסעיף הבא.
נכסים פיזיים
הידרידים הם בעיקר גזים. עם זאת, אם ניקח הידרידים מתכתיים (הם לא יציבים בתנאים רגילים ומגיבים מהר מאוד עם מים), אז אלו יכולים להיות גם חומרים מוצקים. חלקם (לדוגמה, מימן ברומיד) קיימים גם במצב נוזלי.
פשוט בלתי אפשרי לתת תיאור כללי של מחלקה עצומה כזו של חומרים, כי כולם שונים, ובהתאם ליסוד המרכיב את ההידריד, בנוסף למימן, יש להם מאפיינים פיזיקליים שונים. תכונות כימיות. אבל ניתן לחלק אותם למחלקות, שהתרכובות בהן דומות במקצת. להלן נשקול כל מחלקה בנפרד.
הידרידים יוניים הם תרכובות של מימן עם מתכות אלקליות או אדמה אלקליין. הם חומרים לבנים, יציבים בתנאים רגילים. כאשר מתחממות, תרכובות אלו מתפרקות למתכת ולמימן שלהן מבלי להימס. יוצא דופן אחד הוא LiH, שנמס ללא פירוק וכאשר הוא מחומם חזק, הופך ל-Li ו-H2.
הידרידים של מתכת הם תרכובות של מתכות מעבר. לעתים קרובות מאוד יש להם הרכב משתנה. הם יכולים להיות מיוצגים כפתרון מוצק של מימן במתכת. יש להם גם מבנה גבישי מתכת.
להידרידים קוולנטיים שייך בדיוק לסוג הנפוץ ביותר בכדור הארץ: תרכובות של מימן עם לא-מתכות. שטח התפוצה הרחב של חומרים אלה נובע מהםיציבות גבוהה, שכן קשרים קוולנטיים הם הקשרים הכימיים החזקים ביותר.
כדוגמה, הנוסחה לסיליקון הידריד היא SiH4. אם נסתכל עליו בנפח, נראה שמימן נמשך חזק מאוד לאטום הסיליקון המרכזי, והאלקטרונים שלו מוזזים אליו. לסיליקון יש אלקטרושליליות גבוהה מספיק, ולכן הוא מסוגל למשוך אלקטרונים לגרעין שלו בצורה חזקה יותר, ובכך להפחית את אורך הקשר בינו לבין האטום השכן. וכידוע, ככל שהקשר קצר יותר, כך הוא חזק יותר.
בחלק הבא, נדון בשאלה כיצד ההידרידים שונים מתרכובות אחרות במונחים של תגובתיות.
מאפיינים כימיים
בקטע הזה גם כדאי לחלק את ההידרידים לאותן קבוצות כמו בעבר. ונתחיל בתכונות של הידרידים יוניים. ההבדל העיקרי שלהם משני הסוגים האחרים הוא שהם מקיימים אינטראקציה פעילה עם מים עם היווצרות של אלקלי ושחרור מימן בצורה של גז. התגובה של הידריד - מים היא די נפיצה, ולכן התרכובות מאוחסנות לרוב ללא לחות. זה נעשה כי מים, אפילו באוויר, יכולים ליזום טרנספורמציה מסוכנת.
בוא נראה את המשוואה של התגובה לעיל תוך שימוש בדוגמה של חומר כמו אשלגן הידריד:
KH + H2O=KOH + H2
כפי שאנו יכולים לראות, הכל די פשוט. לכן, נשקול תגובות מעניינות יותר האופייניות לשני סוגי החומרים האחרים שאנו מתארים.
באופן עקרוני, שאר התמורות שלא ניתחנו אופייניות לכל סוגי החומרים. הםנוטים להגיב עם תחמוצות מתכות ליצירת מתכת, או עם מים או עם הידרוקסיד (האחרון אופייני למתכות אלקליות ואדמה אלקליין).
תגובה מעניינת נוספת היא פירוק תרמי. הוא מתרחש בטמפרטורות גבוהות ועובר לפני היווצרות מתכת ומימן. לא נתעכב על תגובה זו, שכן כבר ניתחנו אותה בסעיפים הקודמים.
לכן, שקלנו את המאפיינים של סוג זה של תרכובות בינאריות. עכשיו הגיע הזמן לדבר על השגת אותם.
ייצור הידידים
כמעט כל ההידרידים הקוולנטיים הם תרכובות טבעיות. הם יציבים למדי, ולכן הם אינם מתפוררים בהשפעת כוחות חיצוניים. עם הידרידים יוניים ומתכתיים, הכל קצת יותר מסובך. הם אינם קיימים בטבע, ולכן יש לסנתז אותם. זה נעשה בצורה פשוטה מאוד: על ידי תגובת האינטראקציה של מימן והיסוד שאת ההידריד שלו יש להשיג.
Application
לחלק מהידרידים אין יישום ספציפי, אבל רובם חומרים חשובים מאוד לתעשייה. לא ניכנס לפרטים, כי כולם שמעו שלמשל באמוניה משתמשים בתחומים רבים ומשמשת חומר הכרחי לייצור חומצות אמינו מלאכותיות ותרכובות אורגניות. השימוש בהידרידים רבים מוגבל על ידי תכונותיהם הכימיות. לכן, הם משמשים אך ורק בניסויי מעבדה.
היישום הוא סעיף רחב מדי עבור סוג זה של חומרים, ולכן הגבלנו את עצמנו לעובדות כלליות. בחלק הבא נספר לכם איךרבים מאיתנו, ללא ידע מתאים, מבלבלים בין חומרים בלתי מזיקים (או לפחות ידועים).
כמה הזיות
לדוגמה, יש אנשים שחושבים שמימן הידריד הוא משהו מסוכן. אם אתה יכול לקרוא לחומר הזה כך, אז אף אחד לא עושה את זה. אם אתה חושב על זה, אז מימן הידריד הוא שילוב של מימן עם מימן, מה שאומר שזו מולקולת H2. כמובן שהגז הזה מסוכן, אבל רק כשהוא מעורבב עם חמצן. בצורתו הטהורה, הוא אינו מהווה סכנה.
יש הרבה שמות לא ברורים. הם מפחידים את האדם הלא מורגל. עם זאת, כפי שמראה בפועל, רובם אינם מסוכנים ומשמשים למטרות ביתיות.
מסקנה
עולם הכימיה הוא עצום, ואנחנו חושבים שאם לא אחרי זה, אז אחרי כמה מאמרים אחרים, אתה תראה בעצמך. לכן הגיוני לשקוע בלימוד שלה עם הראש. האנושות גילתה דברים חדשים רבים, ואף יותר מהם נותרו לא ידועים. ואם נראה לך שאין שום דבר מעניין בתחום ההידרידים, אתה טועה בגדול.
