Hydridy sú zlúčeniny pozostávajúce z atómov vodíka spojených s inými prvkami, ktoré majú všeobecný vzorec XmHn . Skladajú sa len z dvoch prvkov. V závislosti od elektronegativity ďalšieho prvku prítomného v molekule rozlišujeme solné, kovalentné a kovové hydridy.
Solné hydridy
Tiež sa nazývajú iónové hydridy. Vyznačujú sa iónovými väzbami, v ktorých je vodík prítomný vo forme H – aniónu. Vznikajú vtedy, keď prvky s veľmi nízkou elektronegativitou dokážu odovzdať svoje elektróny atómu vodíka. Takéto hydridy sa tvoria ako výsledok spojenia medzi kovom zo skupiny 1 a skupiny 2 periodickej tabuľky , okrem berýlia a horčíka. Sú to pevné látky s iónovou kryštálovou mriežkou. Tieto hydridy vznikajú v dôsledku priamej interakcie vodíka s kovmi pri zvýšenej teplote. Pri kontakte s vodou intenzívne reagujú a uvoľňujú vodík, napríklad: CaH 2 + H 2 O = CaO + 2H 2
Kovalentné hydridy
Sú to chemické zlúčeniny, ktoré obsahujú vodík spojený kovalentnou väzbou. Vznikajú vtedy, keď sú vysoko elektronegatívne prvky schopné zdieľať elektróny a následne vytvárať kovalentné väzby s vodíkom. Takéto molekuly sú tvorené prvkami zo skupín 14 až 18 periodickej tabuľky, ako aj bórom (skupina 13). Takéto hydridy sú často veľmi prchavé. Majú formu mäkkých pevných látok s horľavými vlastnosťami. Kryštalická mriežka kovalentných hydridov pozostáva z molekúl, ktoré sú navzájom spojené van der Waalsovými silami a niekedy aj vodíkovými väzbami. Ich stabilita klesá so zvyšujúcou sa atómovou hmotnosťou prvku spojeného s vodíkom a so zvyšujúcim sa kovovým charakterom tohto prvku. Stabilita teda klesá v poradí: HF, HCl, HBr, HI (kde rastie atómová hmotnosť) a v poradí: HI, H 2 Te, SbH 3 , SnH (kde rastú vlastnosti kovu).
Kovové hydridy
Sú to kombinácie vodíka a prechodných kovov d-blok a f-blok. Majú charakteristický lesk a kovové vlastnosti. Na rozdiel od kovalentných hydridov sú neprchavé. Môže byť ťažké vyjadriť zloženie takýchto hydridov, pretože ich vzorce často zahŕňajú neceločíselné hodnoty, ako napríklad PdH 0,6 , TiH 1,73 , ZrH 1,92 . Atómy vodíka prítomné v hydridoch kovov zaujímajú intersticiálne polohy v kovovej mriežke tvorenej atómami kovového prvku.
Zlúčeniny vodíka a halogénov
Chemické molekuly vyrobené zlúčením halogénov s vodíkom sa nazývajú halogenovodíky a ich všeobecný vzorec je HX. Rozpustené vo vode sa nazývajú halogenovodíkové kyseliny . Z hľadiska priemyselného využitia sú medzi halogenovodíkmi najvýznamnejšie fluorovodík a chlorovodík , ale existujú aj ďalšie široko používané látky, napríklad bromovodík alebo jodovodík. Tieto hydridy sú klasifikované ako kovalentné hydridy, pretože ich charakter je najviac podobný tejto skupine. U fluorovodíka, ktorý obsahuje najviac elektronegatívnych halogénov, jeho iónový charakter nepresahuje 45 %. Iónový charakter klesá s každou ďalšou zlúčeninou až na 5 %pre jodovodík. Rovnaký klesajúci trend možno pozorovať aj pri zmene dipólových momentov. Výroba fluorovodíka a chlorovodíka je založená na reakcii vhodnej soli s koncentrovanou kyselinou sírovou . Na prípravu HF používame fluorit, zatiaľ čo HCl sa vyrába z chloridu amónneho (sal ammoniac). Chlorovodík je však možné získať aj priamou syntézou z jeho prvkov, teda priamym spaľovaním vodíka v chlóre . Použitie koncentrovanej kyseliny sírovej je nemožné iba v prípade jódu a brómu, pretože výsledné hydridy môžu rýchlo oxidovať.
Zlúčeniny vodíka a chalkogénov
Ide najmä o molekuly všeobecného vzorca H 2 X , ktoré zahŕňajú vodu, sírovodík, selenovodík, telurid vodíka a polovodík. Pri izbovej teplote je kvapalinou iba voda, zatiaľ čo zvyšok sú bezfarebné plyny. Dve zo spomínaných látok, sírovodík a selenovodík, sa vyznačujú zápachom po skazených vajciach. Hydridy síry a selénu vykazujú určitú toxicitu, prvé vo vyšších koncentráciách. V prírode sa môže nachádzať iba sírovodík vo voľnom stave, ktorý sa nachádza v sulfidických vodách a v sopečných výparoch. Keďže voda je rozšírená po celom svete, je veľmi ľahké ju získať; na laboratórne účely sa však voda čistí destiláciou, dvojitou destiláciou alebo prechodom cez vrstvu organických iónomeničov. Iné chalkogénhydridy sa zvyčajne vyrábajú pôsobením kyseliny na zlúčeniny obsahujúce kov, ako sú sulfidy, selenidy alebo teluridy. Štruktúra H2X hydridov je uhlová; najväčší uhol, ktorý sa rovná 104,5°, je prítomný v molekule vody.
Zlúčeniny vodíka a pniktogénov
V kombinácii s vodíkom môže každý prvok klasifikovaný ako pniktogén tvoriť hydridy všeobecného vzorca XH3 . Okrem toho fosfor a dusík tvoria zlúčeniny X2H4 . Existuje aj jeden výnimočný hydrid dusíka: HN3 , označovaný ako azid vodíka . Najpopulárnejšie hydridy XH3 zahŕňajú amoniak , fosfán, arzán, stiban a bizmután. Sú to vysoko prchavé látky, ktoré sú prítomné ako bezfarebné plyny. Často sa vyznačujú výrazným, nepríjemným zápachom. Všetky pniktogénhydridy, okrem amoniaku, vznikajú endotermickými procesmi. Molekuly trihydridov majú pyramídový tvar a atóm pniktogénu má sp 3 hybridizáciu.
Zlúčeniny vodíka a bóru
Bór a vodík tvoria množstvo zlúčenín so špecifickými chemickými a štruktúrnymi vlastnosťami, ktoré sa nazývajú borany . Väčšina z nich môže byť reprezentovaná všeobecným vzorcom BnHn +4 alebo BnHn +6 ; neexistuje jednoduchý boritan vzorca BH 3 .
Zlúčeniny vodíka a kovov alkalických zemín
Všetky kovy alkalických zemín kombinované s vodíkom tvoria hydridy všeobecného vzorca XH2 . Základným príkladom tejto skupiny zlúčenín je hydrid berýlium BeH2 , ktorý sa vyrába v éterovom roztoku s použitím BeCl2 a LiH ako reaktantov. Hydrid berýlia je bezfarebný a ťažko prchavý. Pri 570 K sa rozkladá na svoje prvky. Veľmi ľahko reaguje s vodou. V jeho mriežke sú polymérne reťazce, kde je atóm berýlia spojený trojcentrovými kovalentnými väzbami Be-H-Be. Ďalším príkladom hydridov z tejto skupiny je hydrid horečnatý, ktorý sa získava priamou syntézou zo svojich prvkov pri zvýšenom tlaku vodíka. Pri zahrievaní sa ľahko rozkladá na svoje prvky. Iné príklady, to znamená hydridy vápnika, stroncia a bária, patria medzi soľné hydridy. Z hľadiska priemyselného využitia je najdôležitejší CaH 2 , ktorý sa získava priamou syntézou z jeho prvkov pri zvýšenej teplote okolo 670 K.
Hydridy alkalických kovov
Ide o zlúčeniny typu MH, ktoré vznikajú priamymi reakciami medzi vodíkom a kovmi pri zvýšených teplotách. Ako typické soľné hydridy majú iónovú štruktúru s charakteristickým H – aniónom. Pri izbovej teplote sú hydridy alkalických kovov bezfarebné pevné látky, ktoré tvoria mriežky podobné chloridu sodnému. Najvyššiu stabilitu, až 720 K, vykazuje hydrid lítny.