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.
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.
Ионные гидриды получают взаимодействием простых веществ примером могут служить натрий Na, калий К, кальций Са:
2Na + H2 → 2NaH
2K + H2 → 2KH
Ca + H2 → CaH
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.
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 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.
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.
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.
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
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.
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.