Гидриды

Гидриды – это соединения элементов с водородом. Все гидриды можно разделить на четыре типа: три из которых образованы элементами главных подгрупп, а один – d элементами.

1. Ионные (или солеобразные гидриды) – это вещества, образованные щелочными и щелочно-земельными металлами (например, NaH, CaH₂). Степень окисления атома водорода в ионных гидридах равна – 1.

Ионные гидриды представляют собой белые кристаллические вещества с высокими температурами плавления. Кристаллическая решетка близка к ионной (типа NaCl). Прим. С увеличением размера катиона уменьшается энергия кристаллической решетки, а значит и термическая устойчивость гидридов. Например, LiH плавится без разложения, а CsH разлагается при 170 ºС.

Ионные гидриды при растирании на воздухе самовоспламеняются:

.

Они легко взаимодействуют водой .

В химическом отношении ионные гидриды – это основные соединения (при гидролизе образуют щелочь). Стандартный электродные потенциал перехода . Поэтому за счет иона ионные гидриды является сильными восстановителями. Они широко применяются для проведения различных синтезов, для получения водорода и в химическом анализе. Гидрид кальция используется в качестве осушителя для удаления следов влаги.

2. Ковалентные гидриды – это вещества, образованные неметаллами IV – VII групп главных подгрупп. В ковалентных гидридах химическая связь ковалентная полярная, но может быть почти ковалентной неполярной (например, РН₃), кристаллические решетки молекулярные, низкие температуры плавления и кипения. Ковалентные гидриды могут быть безразличными (СН₄), основными (NH₃), кислотными (HCl, HF).

3. Полимерные гидриды существуют в виде сложных структур с цепями и полиэдрами. Их образуют бериллий, магний, элементы III группы главной подгруппы – бор, алюминий, галлий. В обычном состоянии вещества твердые. Устойчивы к действию воды и разбавленных кислот.

Водород проявляет в полимерных гидридах степень окисления –1. Наиболее изучен полимерный гидрид алюминия (AlH₃)_n. Полимеризация происходит за счет образования трехцентровых связей.

4. Металлические гидриды – это вещества, образованные переходными d и f элементами. Обладают собственным кристаллическим строением и свойствами, типичными для металлов: металлическим блеском, твердостью. Многие являются жаропрочными и коррозионностойкими веществами. Состав металлических гидридом не соответствует степени окисления (MeH, MeH₂, MeH₃). Нестехиометрические соединения.

В самом металле водород может находиться в различных состояниях: может образовывать твердый раствор, то есть атомы водорода внедряются в кристаллическую решетку металла, занимая пустоты, но не образует с ним химические связи. Так, один объем платины способен поглотить 100 объемов водорода, а один объем палладия – до 900.

С некоторыми металлами водород образует соединения внедрения, проникает в кристаллическую решетку между атомами металла и образует ковалентные связи. При малом числе таких связей сохраняется металлическая связь и физические свойства металла. При большом числе ковалентных связей кристаллическая решетка металла превращается в решетку другого типа. Появляется хрупкость (водородная хрупкость металла).