Гидриды представляют собой соединения водорода с металлами и неметаллами, имеющими меньшую электроотрицательность, чем сам водород.
Классификация гидридов основывается на характере химической связи между водородом и другими элементами.
Существуют три типа гидридов: ионные гидриды, металлические гидриды и ковалентные гидриды.
Что такое гидриды
Основываясь на связи, образованной с гидрид-ионами, и элементом, можно объяснить свойства конкретного гидридного соединения.
Молекулярная формула — H, а молекулярная масса составляет около 1,008 г / моль.
Было замечено, что атомы водорода не реагируют с элементами группы VA в периодической таблице. Это называется гидридным зазором.
Получение
Ионные гидриды получают взаимодействием простых веществ примером могут служить натрий Na, калий К, кальций Са:
2Na + H2 → 2NaH
2K + H2 → 2KH
Ca + H2 → CaH
Классификация гидридов
В зависимости от типа элементов, которые могут вступать в реакцию с атомами водорода, и химических связей гидриды можно разделить на 3 типа:
1. Ионные гидриды, пример натрий и калий.
2. Ковалентные гидриды, пример метан CH4 и силан SiH4.
3. Металлические или промежуточные гидриды, пример медь, хром.
Ионные гидриды
Первый тип классификации — ионные гидриды. Псевдогалогениды и солевые гидриды — другие названия ионных гидридов.
Ионные гидриды образуются, когда щелочные металлы и элементы S-блока вступают в реакцию с атомами водорода, образуя таким образом электровалентные соединения.
Они известны как наиболее активные элементы, которые содержатся в периодической таблице. Они имеют тенденцию вести себя по-разному в жидком и твердом состоянии.
Первый тип классификации — ионные гидриды.
Солевые гидриды, псевдогалогениды — это другие названия ионных гидридов.
Эти ионные гидриды образуются всякий раз, когда элементы S-блока (которые известны как щелочные металлы fiesta) и другие щелочные металлы вступают в реакцию с атомами водорода, образуя электровалентные соединения.
Это наиболее активные элементы периодической системы Менделеева. Они ведут себя по-разному в твердом и жидком состоянии.
В твердом состоянии ионные гидриды являются нелетучими, непроводящими и кристаллическими. Тогда как в жидком состоянии ионные гидриды действуют как хорошие проводники электричества.
Также при электролизе на аноде образуется газообразный водород.
MH(s) + H2O(l) → MOH(aq) + H2(g)(3)
Примерами ионных гидридов являются гидрид натрия (NaH), гидрид калия (KH), гидрид кальция (CaH2) и т.д.
Ковалентные гидриды
Ковалентные гидриды образуются, когда 1 атом водорода вступает в реакцию с 1 или более неметаллическими элементами.
Ковалентные связи, как правило, образуются элементами групп с 13 по 17. По сравнению с ионными гидридами, образование ковалентных гидридов осуществляется с помощью электроотрицательных элементов.
Здесь может происходить обмен электронными парами. Другая категория гидридов — ковалентные гидриды.
Эти ковалентные гидриды образуются, когда один атом водорода вступает в реакцию с одним или несколькими неметаллическими элементами.
Обычно ковалентные связи могут образовываться элементами групп с 13 по 17. В отличие от ионных гидридов, ковалентные гидриды образуются с электроотрицательными элементами.
Здесь может происходить обмен электронными парами. Ковалентные гидриды ведут себя как летучие, так и нелетучие соединения, в зависимости от реакции.
Примерами ковалентных гидридов являются гидриды бора, гидриды азота, гидрид силикона (который является физиологическим раствором) и т.д.
Металлические или промежуточные гидриды
Это третья категория гидридов. Гидриды металлов не стехиометричны, и это одно из их уникальных свойств.
Обычно промежуточные гидриды образуются в результате образования связей между переходными элементами и атомом водорода.
Эти гидриды твердые по своей природе и имеют высокие температуры плавления, а также кипения. Это еще одна категория гидридов.
Междоузельные гидриды не стехиометричны. Это их уникальное качество.
Обычно эти междоузельные гидриды образуются в результате образования связей между атомом водорода и переходными элементами.
Гидриды металлов, помимо нестехиометрических свойств, очень твердые по своей природе. Они имеют высокие температуры кипения и плавления.
Все элементы d-блока и f-блока являются переходными элементами. Они могут проводить электричество, но отличаются от ионных гидридов.
Гидрид магния, гидрид алюминия, гидрид кадмия и т.д. были рассмотрены в качестве примеров этих гидридов металлов.
Бинарные гидриды
Помимо всех этих типов гидридов, бинарные гидриды представляют собой еще одну особую категорию гидридов. Гидрид бария, гидрид алюминия, гидрид цезия, гидрид кальция, гидриды лития и т.д.
Являются примерами бинарных гидридов. Бинарные гидриды содержат элемент, который может связываться с атомом водорода.
После химической связи атом водорода действует как электроотрицательный элемент. В этих бинарных гидридах существование свободных анионов гидрида очень редко.
Химические свойства
Взаимодействием щелочных (ионных гидридов) с водой, образуется гидроксид щелочного металла и водород:
NaH + H2O → NaOH + H2↑
Реакция с оксидами щелочных металлов, гидрид ведет себя как восстановитель образуя металл и гидроксид:
2CaO + CaH2 → 2Ca + Ca(OH)2
А между оксидом цинка и гидридом алюминия образуются цинк и алюминий:
3ZnO + 2AlH3 → 3Zn + 2Al + 3H2O
При термическом разложении в вакууме образуются литий и натрий:
2LiH → 2Li + H2↑
2NaH → 2Na + H2↑
Взаимодействие с азотом приводит к образованию нитрида кальция и водорода:
3CaH2 + N2 → Ca3N2 + 3H2
Применение гидридов
1. В органической химии алюмогидрид лития действует как мощный восстановитель в химических реакциях.
2. Гидриды металлов используются различными способами. Их можно использовать для хранения водорода, тепла, а также в качестве компрессоров.
3. Гидриды используются в качестве осушающих агентов в текстильной промышленности.
4. Гидриды также широко используются в качестве восстановителей.
Быстрые ответы?
Ионные гидриды также называют солевыми гидридами. Химические свойства ионных гидридов следующие. Структура этих гидридов твердокристаллическая и обычно имеет беловатый цвет. Поскольку ионные гидриды стабильны, они имеют тенденцию иметь более высокую плотность.
Эти гидриды также имеют более высокие температуры кипения и плавления по сравнению с другими гидридами. Ионные гидриды производят газообразный водород и действуют как хорошие проводники электричества.
Свойства, связанные с ковалентными гидридами, следующие. Эти гидриды имеют тенденцию иметь слабые межмолекулярные силы, а также имеют отдельные ковалентные молекулы.
Подобно неметаллическим соединениям, ковалентные гидриды действуют как плохие проводники электричества. Ковалентные гидриды имеют низкие температуры кипения и плавления.
Эти гидриды имеют тенденцию быть более кислыми в периодической таблице. Ковалентные гидриды проявляют как нелетучие, так и летучие свойства.
Помимо трех основных типов гидридов, бинарные гидриды представляют собой особую категорию гидридов. Некоторые примеры бинарных гидридов включают, среди прочего, гидрид алюминия, гидрид бария, гидрид кальция, гидрид цезия и гидриды лития.
Бинарные гидриды состоят из элемента, который может связываться с атомом водорода. После процесса химической связи атом водорода действует как электроотрицательный элемент. В бинарных гидридах присутствие свободных гидрид-анионов встречается редко.