Kila mmoja wetu amekutana na dhana za sayansi kama vile kemia. Wakati mwingine zinafanana sana hivi kwamba ni ngumu kutofautisha moja kutoka kwa nyingine. Lakini ni muhimu sana kuelewa wote, kwa sababu wakati mwingine kutokuelewana vile husababisha hali ya kijinga sana, na wakati mwingine kwa makosa yasiyoweza kusamehewa. Katika makala hii tutakuambia ni nini hidridi, ni zipi ambazo ni hatari na ambazo sio, zinatumiwa wapi na jinsi zinapatikana. Lakini wacha tuanze na mchepuko mfupi wa historia.
Historia
Historia ya hidridi huanza na ugunduzi wa hidrojeni. Kipengele hiki kiligunduliwa na Henry Cavendish katika karne ya 18. Hydrojeni, kama unavyojua, ni sehemu ya maji na ndio msingi wa vitu vingine vyote vya jedwali la upimaji. Shukrani kwake, kuwepo kwa misombo ya kikaboni na uhai kwenye sayari yetu kunawezekana.
Aidha, hidrojeni ndio msingi wa misombo mingi ya isokaboni. Miongoni mwao ni asidi na alkali, pamoja na misombo ya kipekee ya binary ya hidrojeni na vipengele vingine - hidridi. Tarehe ya usanisi wao wa kwanza haijulikani haswa, lakini hidridi zisizo za chuma zimejulikana kwa mwanadamu tangu zamani. Ya kawaida ya haya ni maji. Ndiyo, maji ni hidridi ya oksijeni.
Pia darasa hili linajumuisha amonia (sehemu kuu ya amonia), salfidi hidrojeni, kloridi hidrojeni na misombo sawa. Jifunze zaidi kuhusu sifa za dutu kutokadarasa hili tofauti na la kushangaza la misombo itajadiliwa katika sehemu inayofuata.
Tabia za kimwili
Hidridi nyingi huwa ni gesi. Hata hivyo, ikiwa tunachukua hidridi za chuma (hazina utulivu chini ya hali ya kawaida na huguswa haraka sana na maji), basi hizi zinaweza pia kuwa vitu vikali. Baadhi yao (kwa mfano, bromidi hidrojeni) pia zipo katika hali ya kioevu.
Haiwezekani kutoa maelezo ya jumla ya kundi kubwa kama hilo la dutu, kwa sababu zote ni tofauti na, kulingana na kipengele kinachounda hidridi, pamoja na hidrojeni, zina sifa tofauti za kimwili na. kemikali mali. Lakini zinaweza kugawanywa katika madarasa, misombo ambayo ni sawa. Hapo chini tutazingatia kila darasa kivyake.
Hidridi za Ionic ni michanganyiko ya hidrojeni yenye alkali au madini ya alkali ya ardhini. Wao ni dutu nyeupe, imara chini ya hali ya kawaida. Inapokanzwa, misombo hii hutengana ndani ya chuma na hidrojeni bila kuyeyuka. Isipokuwa moja ni LiH, ambayo huyeyuka bila kuoza na, inapopashwa joto sana, hubadilika kuwa Li na H2.
Hidridi za metali ni misombo ya metali za mpito. Mara nyingi sana huwa na muundo wa kutofautiana. Wanaweza kuwakilishwa kama suluhisho thabiti la hidrojeni katika chuma. Pia zina muundo wa fuwele za chuma.
Kwa hidridi covalent ni aina tu inayojulikana zaidi duniani: michanganyiko ya hidrojeni na zisizo metali. Sehemu kubwa ya usambazaji wa vitu hivi ni kwa sababu ya waouthabiti wa juu, kwa kuwa bondi shirikishi ndizo zenye nguvu zaidi kati ya bondi za kemikali.
Kwa mfano, fomula ya silikoni hidridi ni SiH4. Ikiwa tunaiangalia kwa kiasi, tutaona kwamba hidrojeni inavutiwa sana na atomi ya kati ya silicon, na elektroni zake hubadilishwa kuelekea hiyo. Silicon ina uwezo wa kutosha wa elektroni, kwa hivyo, ina uwezo wa kuvutia elektroni kwenye kiini chake kwa nguvu zaidi, na hivyo kupunguza urefu wa dhamana kati yake na atomi ya jirani. Na kama unavyojua, kadiri dhamana inavyokuwa fupi, ndivyo inavyoimarika.
Katika sehemu inayofuata, tutajadili jinsi hidridi hutofautiana na michanganyiko mingine katika suala la utendakazi tena.
Sifa za kemikali
Katika sehemu hii inafaa pia kugawanya hidridi katika vikundi sawa na hapo awali. Na tutaanza na mali ya hidridi ya ionic. Tofauti yao kuu kutoka kwa aina nyingine mbili ni kwamba wanaingiliana kikamilifu na maji na malezi ya alkali na kutolewa kwa hidrojeni kwa namna ya gesi. Mwitikio wa hidridi - maji hulipuka kabisa, kwa hivyo misombo mara nyingi huhifadhiwa bila unyevu. Hii inafanywa kwa sababu maji, hata angani, yanaweza kuanzisha mageuzi hatari.
Hebu tuonyeshe mlingano wa mmenyuko ulio hapo juu kwa kutumia mfano wa dutu kama vile hidridi potasiamu:
KH + H2O=KOH + H2
Kama tunavyoona, kila kitu ni rahisi sana. Kwa hivyo, tutazingatia miitikio ya kuvutia zaidi tabia ya aina nyingine mbili za dutu tunazoelezea.
Kimsingi, mabadiliko mengine ambayo hatujachanganua ni sifa ya aina zote za dutu. Wao nihuwa na kuguswa na oksidi za metali kuunda chuma, ama kwa maji au kwa hidroksidi (ya mwisho ni ya kawaida kwa alkali na metali za ardhini za alkali).
Tabia nyingine ya kuvutia ni mtengano wa joto. Inatokea kwa joto la juu na hupita kabla ya kuundwa kwa chuma na hidrojeni. Hatutazingatia maoni haya, kwa kuwa tayari tumeyachanganua katika sehemu zilizopita.
Kwa hivyo, tumezingatia sifa za aina hii ya misombo ya jozi. Sasa ni wakati wa kuzungumza juu ya kuzipata.
Uzalishaji wa hidridi
Takriban hidridi zote covalent ni misombo asilia. Wao ni imara kabisa, hivyo hawana kutengana chini ya ushawishi wa nguvu za nje. Kwa hidridi za ionic na chuma, kila kitu ni ngumu zaidi. Hazipo kwa asili, kwa hivyo zinapaswa kuunganishwa. Hili linafanywa kwa urahisi sana: kwa mwitikio wa mwingiliano wa hidrojeni na kipengele ambacho hidridi yake inapaswa kupatikana.
Maombi
Baadhi ya hidridi hazina matumizi mahususi, lakini nyingi ni dutu muhimu sana kwa tasnia. Hatutaingia kwa undani, kwa sababu kila mtu amesikia kwamba, kwa mfano, amonia hutumiwa katika maeneo mengi na hutumika kama dutu muhimu kwa ajili ya uzalishaji wa asidi ya amino ya bandia na misombo ya kikaboni. Matumizi ya hidridi nyingi ni mdogo na mali zao za kemikali. Kwa hivyo, hutumika katika majaribio ya kimaabara pekee.
Maombi ni sehemu pana sana kwa tabaka hili la dutu, kwa hivyo tumejiwekea kikomo kwa ukweli wa jumla. Katika sehemu inayofuata, tutakuambia jinsi ganiwengi wetu, bila ujuzi sahihi, huchanganya vitu visivyodhuru (au angalau vinavyojulikana) wao kwa wao.
Baadhi ya udanganyifu
Kwa mfano, baadhi ya watu hufikiri hidrojeni hidrojeni ni kitu hatari. Ikiwa unaweza kuita dutu hii, basi hakuna mtu anayefanya hivyo. Ikiwa unafikiri juu yake, basi hidridi ya hidrojeni ni mchanganyiko wa hidrojeni na hidrojeni, ambayo ina maana kwamba ni molekuli H2. Bila shaka, gesi hii ni hatari, lakini tu inapochanganywa na oksijeni. Katika hali yake safi, haina hatari.
Kuna majina mengi yasiyoeleweka. Wanamtisha mtu asiyemzoea. Hata hivyo, kama inavyoonyesha mazoezi, nyingi kati ya hizo si hatari na hutumiwa kwa matumizi ya nyumbani.
Hitimisho
Ulimwengu wa kemia ni mkubwa, na tunafikiri kwamba ikiwa si baada ya hili, basi baada ya makala nyingine kadhaa, utajionea mwenyewe. Ndio maana inaeleweka kuzama katika masomo yake na kichwa chako. Wanadamu wamegundua mambo mengi mapya, na hata zaidi bado hayajulikani. Na ikiwa inaonekana kwako kuwa hakuna kitu cha kufurahisha katika uwanja wa hidridi, umekosea sana.
