post

Водородни съединения (Хидриди)

Химичните съединения на елементите с елемента водород се наричат водородни съединения (хидриди). Химичните съединения на въглерода с водорода се наричат въглеводороди и спадат към групата на органичните съединения, които също могат да се разглеждат като водородни съединения.

Водородните съединения биват: йонни, ковалентни и металообразни. В публикацията има приложени две таблици на елементите и съответстващите им хидриди, които обаче имат известни различия в класификацията им. Те са достатъчно добри от образователна гледна точка, но за по-задълбочено детайлно запознаване със съответния елемент и хидрид, препоръчваме на читателите да потърсят по-тясно специализирана литература.

водородни съединения хидриди

Периодичната система на химичните елементи групирани (в различни цветове) според вида хидриди, които образуват

Йонни хидриди

Йонните водородни съединения носят общото название хидриди, което повечето автори ползват и за всички останали видове. Те се образуват от s-елементи с метален характер (без Be и Mg) и водород, като се характеризират с йонна кристална решетка и се наричат още солеобразни. При обикновени условия са твърди кристални вещества с висока температура на топене, макар повечето да се разлагат при нагряване в отсъствие на въздух още преди да се стопят. Водородът в йонните хидриди е в -1 степен на окисление, което го прави добър редуктор и с лекота отдава електрони, което пък определя добрите редукционни свойства на йонните водородни съединения:

Na+H + H+Cl → Na+Cl + H2

При взаимодействие на йонните хидриди с вода се получават основи и се отделя водород, а при изгарянето им в кислородна среда се образува съответният оксид и вода.

Ковалентни хидриди

Ковалентните водородни съединения имат молекулен строеж и се образуват от p-елементите (IVA – VIIA групи) и водорода. Някои s-елементи (Be, Mg, B, Al, Ga) дават хидридни асоциати – полимерни водородни съединения също с ковалентни връзки. Степентта на полярност на ковалентната връзка при всички зависи от електроотрицателността на съответния p-елемент. При обикновени условия повечето ковалентни водородни съединения са летливи течности или газове, но въглеводородите с дълги молекулни вериги са в твърдо агрегатно състояние.

водородни съединения хидриди

Втори вариант на горната ПС

Някои ковалентни водородни съединения създават междумолекулни водородни връзки, което повишава температурите им на кипене. Пример за такива са водата, амонякът и флуороводородът.

При взаимодействие и разтваряне на ковалентните хидриди с вода, получените продукти се отнасят различно. Хлороводородът (HCl) дава солна киселина (HCl), амонякът (NH3) образува амониева основа(NH4OH), а някои въобще не реагират.

Металообразни хидриди

Съединенията на d-елементите и f-елементите (лантаноидите и актиноидите) с водорода се наричат металообразни водородни съединения и имат метална решетка. Тези хидриди нямат конкретна химична формула с точно определени съотношения между водорода и другият елемент, макар че в практиката ползваме такива формули. Простите вещества на металите в горепосочените групи имат голям афинитет към водорода и на практика го включват в собствената си кристална решетка в големи нестехиометрични количества. Металната решетка се запазва, химичната връзка също запазва металния си характер и затова тези водородни съединения се наричат металообразни. Водородът в тях може да бъде атомен (Н), молекулен (H2) и в йонно състояние (H+, H).

Металообразните хидриди са с висока топло- и електропроводимост. Те са праховидни сиво-черни вещества с метален блясък и добри каталитични свойства.

Получаване

Хидриди се получават посредством:
директно взаимодействие на водород със съответният химичен елемент

2Na + H2 → 2NaH

2U + 3H2 → 2UH3

Na + Al + 2H2 → Na[AlH4]

косвено

CaS + H2SO4 → H2S + CaSO4

TiCl2 + MgH2 → TiH2 + MgCl2

Приложение

Хидридите на натрия, лития и калция се използват като редуктори в химическите и фармацевтичните производства. Етерен разтвор на Li[AlH4] се употребява в процесите на редукция на карбонилни производни до алкохоли. Очевиден е фактът, че хидридите са добър източник на водород за химичните синтези, но редукционните свойства на металообразните се използват в праховата металургия и за получаването на чисти метали като волфрам, молибден и др. Водородните съединения участват и в производството на земеделски торове, инсектициди, лекарствени препарати, батерии за мобилни устройства и пр.

никел метал хидрид

никел метал хидридни батерии

Директната употреба на хидриди също е често срещана практика. Някои от водородните съединения на бора (бораните) и хидразинът (N2H4) се използват в ракетостроенето като ракетни горива. Може би най-важното от всички водородни съединения е водата, затова тя е разгледана в отделна публикация. Нейните употреба и значение както за живота от биологична гледна точка, така и за индустрията са не просто огромни, а незаменими и определящи във всеки един аспект.

Сходни Публикации

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *