ไฮไดรด์

น้ำเกลือ

เรียกอีกอย่างว่าไอออนิกไฮไดรด์ พวกมันมีลักษณะเฉพาะด้วยการเชื่อมโยงไอออนิก ซึ่งมีไฮโดรเจนอยู่ในรูปของ H ^– แอนไอออน พวกมันถูกสร้างขึ้นเมื่อธาตุที่มีอิเล็กโทรเนกาติวิตีต่ำมากสามารถให้อิเล็กตรอนกับอะตอมของไฮโดรเจนได้ ไฮไดรด์ดังกล่าวเกิดขึ้นจากการเชื่อมโยงระหว่างโลหะจากหมู่ 1 และหมู่ 2 ของ ตารางธาตุ ยกเว้นเบริลเลียมและแมกนีเซียม พวกมันเป็นของแข็งที่มีตาข่ายคริสตัลไอออนิก ไฮไดรด์เหล่านี้เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของไฮโดรเจนโดยตรงกับโลหะที่อุณหภูมิสูง เมื่อสัมผัสกับน้ำ พวกมันจะทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงและปล่อยไฮโดรเจนออกมา ตัวอย่างเช่น: CaH ₂ + H ₂ O = CaO + 2H ₂

โควาเลนต์ไฮไดรด์

เป็นสารประกอบทางเคมีที่มี ไฮโดรเจนเชื่อมกันด้วยพันธะโควาเลนต์ พวกมันก่อตัวขึ้นเมื่อองค์ประกอบที่มีอิเล็กโทรเนกาติตีสูงสามารถใช้อิเล็กตรอนร่วมกันได้ และเป็นผลให้สร้างพันธะโควาเลนต์กับไฮโดรเจน โมเลกุลดังกล่าวเกิดจากธาตุหมู่ที่ 14 ถึง 18 ของตารางธาตุ เช่นเดียวกับโบรอน (หมู่ที่ 13) ไฮไดรด์ดังกล่าวมักมีความผันผวนสูง พวกมันอยู่ในรูปของของแข็งอ่อนที่มีคุณสมบัติไวไฟ โครงผลึกของโควาเลนต์ไฮไดรด์ประกอบด้วยโมเลกุลที่ยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงแวนเดอร์วาลส์ และบางครั้งก็ด้วยพันธะไฮโดรเจน ความเสถียรจะลดลงตามการเพิ่มขึ้นของมวลอะตอมของธาตุที่เชื่อมโยงกับไฮโดรเจนและลักษณะโลหะที่เพิ่มขึ้นของธาตุนั้น ดังนั้น ความเสถียรจึงลดลงตามลำดับ: HF, HCl, HBr, HI (ซึ่งมวลอะตอมเพิ่มขึ้น) และตามลำดับ: HI, H ₂ Te, SbH ₃ , SnH (ซึ่งคุณสมบัติของโลหะเพิ่มขึ้น)

เมทัลลิคไฮไดรด์

เป็นการรวมกันของไฮโดรเจนและโลหะทรานซิชัน d-block และ f-block มีความเงางามและคุณสมบัติเป็นโลหะ ซึ่งแตกต่างจากโควาเลนต์ไฮไดรด์ พวกมันไม่ระเหยง่าย อาจเป็นการยากที่จะแสดงองค์ประกอบของไฮไดรด์ดังกล่าว เนื่องจากสูตรของไฮไดรด์มักจะมีค่าที่ไม่ใช่จำนวนเต็ม เช่น PdH _0.6 , TiH _1.73 , ZrH _1.92 อะตอมของไฮโดรเจนที่มีอยู่ในเมทัลลิกไฮไดรด์จะอยู่ในตำแหน่งคั่นระหว่างหน้าในตาข่ายโลหะ ซึ่งเกิดจากอะตอมของธาตุโลหะ

สารประกอบของไฮโดรเจนและฮาโลเจน

โมเลกุลเคมี ที่เกิดจากการรวมฮาโลเจนกับไฮโดรเจนเรียกว่า ไฮโดรเจนเฮไลด์ และสูตรทั่วไปของมันคือ HX ละลายในน้ำเรียกว่า กรดไฮโดรฮาลิก ในแง่ของการใช้ในอุตสาหกรรม ไฮโดรเจนฟลูออไรด์และไฮโดรเจนคลอไรด์ มีความสำคัญมากที่สุดในบรรดาไฮโดรเจนเฮไลด์ แต่ก็ยังมีสารอื่นๆ ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย เช่น ไฮโดรเจนโบรไมด์หรือไฮโดรเจนไอโอไดด์ ไฮไดรด์เหล่านี้ถูกจัดประเภทเป็น โควาเลนต์ ไฮไดรด์ เนื่องจากมีลักษณะคล้ายคลึงกับกลุ่มดังกล่าวมากที่สุด สำหรับไฮโดรเจนฟลูออไรด์ ซึ่งมีฮาโลเจนที่มีอิเล็กโทรเนกาติตีเป็นลบมากที่สุด ลักษณะของไอออนจะไม่เกิน 45%อักขระไอออนิกจะลดลงเมื่อสารประกอบแต่ละชนิดตามมาจนเหลือไฮโดรเจนไอโอไดด์ถึง 5%สามารถสังเกตเห็นแนวโน้มที่ลดลงเช่นเดียวกันสำหรับการเปลี่ยนแปลงของโมเมนต์ไดโพล การผลิตไฮโดรเจนฟลูออไรด์และไฮโดรเจนคลอไรด์ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของเกลือที่เหมาะสมกับ กรดซัลฟิวริก เข้มข้น ในการเตรียม HF เราใช้ฟลูออไรต์ ในขณะที่ HCl ผลิตจากแอมโมเนียมคลอไรด์ (sal ammoniac) อย่างไรก็ตาม ไฮโดรเจนคลอไรด์ยังสามารถได้รับจากการสังเคราะห์โดยตรงจากองค์ประกอบของมัน เช่น โดยการเผาไหม้โดยตรงของไฮโดรเจนใน คลอรีน การใช้กรดซัลฟิวริกเข้มข้นเป็นไปไม่ได้เฉพาะในกรณีของไอโอดีนและโบรมีนเท่านั้น เนื่องจากไฮไดรด์ที่เกิดขึ้นอาจออกซิไดซ์อย่างรวดเร็ว

สารประกอบของไฮโดรเจนและแชลโคเจน

เหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นโมเลกุล ของสูตรทั่วไป H ₂ X ซึ่งรวมถึงน้ำ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ไฮโดรเจนเซเลไนด์ ไฮโดรเจนเทลลูไรด์ และไฮโดรเจนโพโลไนด์ ในอุณหภูมิห้อง มีเพียงน้ำเท่านั้นที่เป็นของเหลว ส่วนที่เหลือเป็นก๊าซไม่มีสี สารสองชนิดที่กล่าวถึง ได้แก่ ไฮโดรเจนซัลไฟด์และไฮโดรเจนเซเลไนด์ มีกลิ่นเหมือนไข่เน่า ซัลเฟอร์และซีลีเนียมไฮไดรด์แสดงความเป็นพิษบางอย่าง เดิมมีความเข้มข้นสูงกว่า ในธรรมชาติ ไฮโดรเจนซัลไฟด์เท่านั้นที่สามารถมีอยู่ในสถานะอิสระ ซึ่งสามารถพบได้ในน้ำที่มีซัลไฟด์และในควันจากภูเขาไฟ เนื่องจากน้ำแพร่หลายไปทั่วโลก จึงหาได้ง่ายมาก อย่างไรก็ตาม สำหรับวัตถุประสงค์ในห้องปฏิบัติการ น้ำจะถูกทำให้บริสุทธิ์โดยการกลั่น การกลั่นสองครั้ง หรือโดยผ่านชั้นของตัวแลกเปลี่ยนไอออนอินทรีย์ ชัลโคเจนไฮไดรด์อื่นๆ มักจะผลิตโดยการบำบัดโลหะที่มีสารประกอบ เช่น ซัลไฟด์ เซเลไนด์ หรือเทลลูไรด์ด้วยกรด โครงสร้างของไฮไดรด์ H ₂ X นั้นเป็นเชิงมุม มุมที่ใหญ่ที่สุดซึ่งเท่ากับ 104,5° มีอยู่ในโมเลกุลของน้ำ

สารประกอบของไฮโดรเจนและ pnictogens

เมื่อรวมกับไฮโดรเจน ธาตุทุกชนิดที่จัดเป็น pnictogen สามารถสร้างไฮไดรด์ตามสูตรทั่วไป XH ₃ นอกจากนี้ฟอสฟอรัสและไนโตรเจนยังก่อให้เกิดสารประกอบ X ₂ H ₄ นอกจากนี้ยังมีไนโตรเจนไฮไดรด์ที่โดดเด่นอย่างหนึ่ง: HN ₃ เรียกว่าไฮโดรเจนอะไซด์ ไฮไดรด์ XH ₃ ที่ได้รับความนิยมสูงสุด ได้แก่ แอมโมเนีย , ฟอสเฟน , อาร์เซน , สติเบน และบิสมัทเทน เป็นสารระเหยสูงซึ่งมีสถานะเป็นก๊าซไม่มีสี มักมีกลิ่นเฉพาะตัวที่ไม่พึงประสงค์ pnictogen hydrides ทั้งหมด ยกเว้นแอมโมเนีย เกิดจากกระบวนการดูดความร้อน โมเลกุลของไตรไฮไดรด์มีรูปร่างเป็นเสี้ยม และอะตอมของ pnictogen มี sp ³ ไฮบริไดเซชัน

สารประกอบของไฮโดรเจนและโบรอน

โบรอนและไฮโดรเจนก่อตัวเป็นสารประกอบจำนวนหนึ่งที่มีคุณสมบัติทางเคมีและโครงสร้างเฉพาะ เรียกว่า บอเรน ส่วนใหญ่สามารถแสดงด้วยสูตรทั่วไป B _n H _n+4 หรือ B _n H _n+6 ; ไม่มีสูตรง่ายๆ ของสูตร BH ₃

สารประกอบของโลหะไฮโดรเจนและโลหะอัลคาไลน์เอิร์ท

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ททั้งหมดรวมกับไฮโดรเจนในรูปแบบไฮไดรด์ของสูตรทั่วไป XH ₂ ตัวอย่างพื้นฐานของสารประกอบกลุ่มนั้นคือเบริลเลียมไฮไดรด์ BeH ₂ ซึ่งผลิตขึ้นในสารละลายอีเทอร์โดยใช้ BeCl ₂ และ LiH เป็นสารตั้งต้น เบริลเลียมไฮไดรด์ไม่มีสีและแทบไม่ระเหยง่าย ที่ 570 K จะสลายตัวเป็นองค์ประกอบ ทำปฏิกิริยากับน้ำได้ง่ายมาก ในโครงตาข่ายมีสายโซ่โพลีเมอร์ที่อะตอมของเบริลเลียมเชื่อมโยงกันด้วยพันธะโควาเลนต์สามศูนย์ Be-H-Be อีกตัวอย่างหนึ่งของไฮไดรด์จากกลุ่มนั้นคือแมกนีเซียมไฮไดรด์ ซึ่งได้จากการสังเคราะห์โดยตรงจากองค์ประกอบที่ความดันไฮโดรเจนเพิ่มขึ้น มันสลายตัวเป็นองค์ประกอบได้ง่ายเมื่อถูกความร้อน ตัวอย่างอื่นๆ เช่น แคลเซียม สตรอนเชียม และแบเรียมไฮไดรด์อยู่ในกลุ่มของน้ำเกลือ ในแง่ของการใช้ในอุตสาหกรรม สารที่สำคัญที่สุดคือ CaH ₂ ซึ่งได้มาจากการสังเคราะห์โดยตรงจากธาตุที่อุณหภูมิสูงขึ้นประมาณ 670 เคลวิน

อัลคาไลน์เมทัลไฮไดรด์

เหล่านี้เป็น สารประกอบประเภท MH ที่เกิดจากปฏิกิริยาโดยตรงระหว่างไฮโดรเจนและโลหะที่อุณหภูมิสูง เช่นเดียวกับน้ำเกลือทั่วไป พวกมันมีโครงสร้างไอออนิกที่มีลักษณะเฉพาะคือ H ^– ประจุลบ ที่อุณหภูมิห้อง อัลคาไลน์เมทัลไฮไดรด์เป็นของแข็งไม่มีสีซึ่งก่อตัวเป็นโครงตาข่ายคล้ายกับโซเดียมคลอไรด์ ความเสถียรสูงสุดถึง 720 K แสดงโดยลิเธียมไฮไดรด์