Każdy z nas zetknął się z koncepcją takiej nauki jak chemia. Czasami są tak podobne, że trudno je odróżnić. Ale bardzo ważne jest, aby zrozumieć je wszystkie, ponieważ czasami takie nieporozumienie prowadzi do bardzo głupich sytuacji, a czasami do niewybaczalnych błędów. W tym artykule powiemy Ci, czym są wodorki, które są niebezpieczne, a które nie, gdzie są używane i jak są pozyskiwane. Ale zacznijmy od krótkiej dygresji do historii.
Historia
Historia wodorków zaczyna się od odkrycia wodoru. Pierwiastek ten odkrył Henry Cavendish w XVIII wieku. Jak wiadomo, wodór jest częścią wody i jest podstawą wszystkich pozostałych elementów układu okresowego. Dzięki niemu możliwe jest istnienie związków organicznych i życia na naszej planecie.
Ponadto wodór jest podstawą wielu związków nieorganicznych. Wśród nich są kwasy i zasady, a także unikalne związki dwuskładnikowe wodoru z innymi pierwiastkami - wodorki. Data ich pierwszej syntezy nie jest dokładnie znana, ale wodorki niemetali znane są człowiekowi od starożytności. Najczęstszym z nich jest woda. Tak, woda to wodorek tlenu.
Również ta klasa obejmuje amoniak (główny składnik amoniaku), siarkowodór, chlorowodór i podobne związki. Dowiedz się więcej o właściwościach substancji odta różnorodna i niesamowita klasa związków zostanie omówiona w następnym rozdziale.
Właściwości fizyczne
Wodorki to głównie gazy. Jeśli jednak weźmiemy wodorki metali (są niestabilne w normalnych warunkach i bardzo szybko reagują z wodą), to mogą to być również substancje stałe. Niektóre z nich (na przykład bromowodór) występują również w stanie ciekłym.
Po prostu niemożliwe jest podanie ogólnego opisu tak ogromnej klasy substancji, ponieważ wszystkie są różne i, w zależności od pierwiastka, z którego składa się wodorek, mają różne właściwości fizyczne i właściwości chemiczne. Ale można je podzielić na klasy, w których związki są nieco podobne. Poniżej rozważymy każdą klasę osobno.
Wodorki jonowe to związki wodoru z metalami alkalicznymi lub metalami ziem alkalicznych. Są to substancje białe, stabilne w normalnych warunkach. Po podgrzaniu związki te rozkładają się na metal i wodór bez topienia. Jedynym wyjątkiem jest LiH, który topi się bez rozkładu i po mocnym podgrzaniu zamienia się w Li i H2.
Wodorki metali to związki metali przejściowych. Bardzo często mają zmienny skład. Można je przedstawić jako stały roztwór wodoru w metalu. Posiadają również metaliczną strukturę krystaliczną.
Do wodorków kowalencyjnych należy właśnie ten typ, który jest najbardziej powszechny na Ziemi: związki wodoru z niemetalami. Szeroki obszar dystrybucji tych substancji wynika z ichwysoka stabilność, ponieważ wiązania kowalencyjne są najsilniejszymi wiązaniami chemicznymi.
Na przykład wzór na wodorek krzemu to SiH4. Jeśli przyjrzymy się jej objętościowo, zobaczymy, że wodór jest bardzo mocno przyciągany do centralnego atomu krzemu, a jego elektrony są przesunięte w jego kierunku. Krzem ma wystarczająco wysoką elektroujemność, dzięki czemu jest w stanie silniej przyciągać elektrony do swojego jądra, zmniejszając w ten sposób długość wiązania między nim a sąsiednim atomem. A jak wiesz, im krótsze wiązanie, tym silniejsze.
W następnej sekcji omówimy, czym wodorki różnią się od innych związków pod względem reaktywności.
Właściwości chemiczne
W tej sekcji warto również podzielić wodorki na te same grupy, co w przeszłości. A zaczniemy od właściwości wodorków jonowych. Ich główna różnica w stosunku do pozostałych dwóch typów polega na tym, że aktywnie oddziałują z wodą, tworząc zasady i uwalniając wodór w postaci gazu. Reakcja wodorek - woda jest dość wybuchowa, dlatego związki są najczęściej przechowywane bez wilgoci. Dzieje się tak, ponieważ woda, nawet w powietrzu, może zainicjować niebezpieczną przemianę.
Pokażmy równanie powyższej reakcji na przykładzie substancji takiej jak wodorek potasu:
KH + H2O=KOH + H2
Jak widać, wszystko jest dość proste. Dlatego rozważymy bardziej interesujące reakcje charakterystyczne dla dwóch pozostałych typów substancji, które opisujemy.
W zasadzie pozostałe przekształcenia, których nie przeanalizowaliśmy, są charakterystyczne dla wszystkich rodzajów substancji. Oni sąmają tendencję do reagowania z tlenkami metali, tworząc metal, z wodą lub z wodorotlenkiem (ten ostatni jest typowy dla metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych).
Kolejną interesującą reakcją jest rozkład termiczny. Występuje w wysokich temperaturach i przechodzi przed powstaniem metalu i wodoru. Nie będziemy się rozwodzić nad tą reakcją, ponieważ przeanalizowaliśmy ją już w poprzednich sekcjach.
Więc rozważyliśmy właściwości tego typu związków binarnych. Teraz nadszedł czas, aby porozmawiać o ich zdobyciu.
Produkcja wodorków
Prawie wszystkie wodorki kowalencyjne są związkami naturalnymi. Są dość stabilne, więc nie rozpadają się pod wpływem sił zewnętrznych. W przypadku wodorków jonowych i metali wszystko jest trochę bardziej skomplikowane. Nie istnieją w naturze, więc muszą zostać zsyntetyzowane. Odbywa się to bardzo prosto: poprzez reakcję oddziaływania wodoru i pierwiastka, którego wodorek ma zostać otrzymany.
Aplikacja
Niektóre wodorki nie mają konkretnego zastosowania, ale większość to bardzo ważne substancje dla przemysłu. Nie będziemy wchodzić w szczegóły, bo wszyscy słyszeli, że np. amoniak jest wykorzystywany w wielu dziedzinach i służy jako substancja niezbędna do produkcji sztucznych aminokwasów i związków organicznych. Stosowanie wielu wodorków jest ograniczone ich właściwościami chemicznymi. Dlatego są używane wyłącznie w eksperymentach laboratoryjnych.
Zastosowanie jest zbyt obszerną sekcją dla tej klasy substancji, więc ograniczyliśmy się do ogólnych faktów. W kolejnej części opowiemy jakwielu z nas bez odpowiedniej wiedzy myli ze sobą nieszkodliwe (lub przynajmniej znane) substancje.
Niektóre urojenia
Na przykład niektórzy ludzie myślą, że wodór jest czymś niebezpiecznym. Jeśli możesz tak nazwać tę substancję, to nikt tego nie robi. Jeśli się nad tym zastanowić, to wodór jest kombinacją wodoru z wodorem, co oznacza, że jest to cząsteczka H2. Oczywiście ten gaz jest niebezpieczny, ale tylko w połączeniu z tlenem. W czystej postaci nie stanowi zagrożenia.
Istnieje wiele niejasnych nazw. Przerażają nieprzyzwyczajoną osobę. Jednak, jak pokazuje praktyka, większość z nich nie jest niebezpieczna i jest wykorzystywana do celów domowych.
Wniosek
Świat chemii jest ogromny i myślimy, że jeśli nie po tym, to po kilku innych artykułach przekonasz się sam. Dlatego sensowne jest zanurzenie się w jego gabinecie z głową. Ludzkość odkryła wiele nowych rzeczy, a jeszcze więcej pozostaje nieznanych. A jeśli wydaje ci się, że w dziedzinie wodorków nie ma nic ciekawego, to bardzo się mylisz.
