§ 29.1. Вадародныя злучэнні неметалаў і металаў

Кіслотна-асноўныя ўласцівасці водных раствораў вадародных злучэнняў неметалаў

Разгледзім змену кіслотна-асноўных уласцівасцей водных раствораў лятучых вадародных злучэнняў у залежнасці ад становішча элемента ў перыядычнай сістэме. Вядома, што СН₄ не раствараецца ў вадзе, NH₃ утварае слабую аснову NH₃ ∙ Н₂O, а раствор НF — слабая кіслата:

NH₃ ∙ Н₂O + OН^–;

Н₂О  Н⁺ + ОН^–;

HF  H⁺ +  F^–.

Значыць, кіслотныя ўласцівасці вадародных злучэнняў неметалаў у перыядзе з павелічэннем парадкавага нумара элемента ўзмацняюцца.

У групах кіслотныя ўласцівасці водных раствораў вадародных злучэнняў неметалаў таксама ўзмацняюцца: НF з’яўляецца слабай кіслатой, а HCl, HBr, HI — моцнымі.

Вуглярод і вадарод утвараюць значную колькасць бінарных арганічных злучэнняў розных класаў: алканы С_nH_2n+2, алкены С_nH_2n, алкіны С_nH_2n–2, арэны С_nH_2n–6 і інш.

Кісларод утварае два ўстойлівыя злучэнні з вадародам — Н₂О и Н₂О₂ (вада і пераксід вадароду).

Для серы вядомы рад вадародных злучэнняў саставу Н₂S_n (n = 1–20), напрыклад, Н₂S, Н₂S₂.

Вадародныя злучэнні металаў

Вадародныя злучэнні шчолачных і шчолачназямельных металаў можна атрымаць прамым злучэннем простых рэчываў, напрыклад:

Н₂ + 2Li = 2LiH;

Н₂ + Вa = ВaH₂.

Для гэтага вадарод пад ціскам прапускаюць над разагрэтым да 200−600 °С металам.

Найбольш распаўсюджаныя злучэнні вадароду з неметаламі, а таксама металамі IA- і IIA-груп паказаны на малюнку 67.1.

Вадародныя злучэнні металаў IA- і IIA-груп (s-элементаў, акрамя берылію) — іонныя гідрыды. Гэта белыя крышталічныя рэчывы з даволі высокімі тэмпературамі кіпення, іх расплавы электраправодныя.

Найважнейшай уласцівасцю гідрыдаў металаў з’яўляецца іх узаемадзеянне з вадой і кіслотамі з утварэннем вадароду:

LiH + Н₂О = LiOH + H₂↑;

СаН₂ + 2НСl = CaCl₂ + 2H₂↑.

Іонныя гідрыды — гэта рэчывы, якія пры награванні раскладаюцца на метал і вадарод без плаўлення: 2NaH = 2Na + H₂.

Выключэнне складаюць LiH і CaH₂, якія плавяцца без раскладання, але пры далейшым награванні ўсё ж раскладаюцца.

Іонныя гідрыды металаў валодаюць аднаўленчымі ўласцівасцямі:

NaH + C₂H₅OH = C₂H₅ONa + H₂.

Дзякуючы аднаўленчым уласцівасцям іонныя гідрыды выкарыстоўваюць для атрымання металаў з іх аксідаў або галагенідаў, выдалення акаліны з паверхні тугаплаўкіх металаў. Гідрыды — крыніцы вадароду і таму перспектыўныя як кампанент ракетнага паліва.

Пры ўзаемадзеянні іонных гідрыдаў з гідрыдамі алюмінію або бору ўтвараюцца комплексныя гідрыды. З іх найбольшае значэнне маюць борагідрыд натрыю Na[BH₄] і алюмагідрыд літыю Li[AlH₄] як моцныя адноўнікі:

2RCHO + 2Li[BH₄] + 2H₂O = 2RCH₂OH + 2LiOH + B₂H₆↑ (аднаўленне альдэгідаў);

2Ni²⁺ + + 4OH⁻ → 2Ni + + 2H₂↑ (аднаўленне іонаў металаў у працэсах атрымання металічных пакрыццяў і парашкоў).

Пытанні, заданні, задачы

1. Назавіце агульныя формулы вадародных злучэнняў элементаў VIIA-, VIA-, VA- і IVA-груп.

2. Выпішыце формулы вадародных злучэнняў з кавалентнай сувяззю: HCl, СаН₂, Н₂Se, LiH, HF, BaH₂, NaH.

3. Вызначце ступені акіслення атамаў у наступных гідрыдах:

• а) HBr, BаН₂, Н₂S, NH₃;
• б) HF, H₂S, NaH, CaH₂.

4. Складзіце ўраўненні сінтэзу гідрыдаў, указаных у заданні 3.

5. Назавіце вадародныя злучэнні неметалаў, паміж малекуламі якіх існуе моцная вадародная сувязь. Растлумачце прычыну гэтай з’явы.

6. Складзіце ўраўненні рэакцый паміж гідраксідам калію і вадароднымі злучэннямі фтору і ёду ў малекулярнай і іоннай формах. Чаму сума каэфіцыентаў ва ўраўненнях, напісаных у іоннай форме, розная?

7. Складзіце ўраўненні рэакцый паводле схемы:

• a) ;
• б) .

Дайце характарыстыку рэакцыям 1* па вядомых вам класіфікацыйных прыкметах.

8. Ёсць рад вадародных злучэнняў: NaH, BaН₂, Н₂О, NН₃, HCl. Якія з іх за кошт атамаў вадароду могуць праяўляць уласцівасці:

• а) аднаўленчыя;
• б) акісляльныя?

9. Бінарнае злучэнне кальцыю і неметалу VА-групы масай 1,82 г пры дзеянні вады ўтварае газ аб’ёмам 448 см³ (н. у.). Вызначце хімічную формулу газападобнага злучэння.

10. Сумесь, якая змяшчае хлор масай 35,5 г і вадарод масай 1,5 г, падпалілі. Вызначце аб’ёмныя долі кожнага з кампанентаў у сумесі газаў пасля заканчэння рэакцыі.

Самакантроль

1. Лятучымі вадароднымі злучэннямі з’яўляюцца рэчывы, формулы якіх:

• а) NaH;
• б) HF;
• в) СН₄;
• г) HCl.

2. Кіслотныя ўласцівасці ўзмацняюцца ў водных растворах злучэнняў у радзе:

• а) NН₃, СН₄, HF;
• б) HF, СН₄, NН₃;
• в) NН₃, HF, HCl;
• г) HCl, HF, СН₄.

3. Пры растварэнні ў вадзе ўтвараюць шчолач злучэнні:

• а) NaH;
• б) HI;
• в) SrH₂;
• г) HCl.

4. Атамы вадароду могуць праяўляць толькі акісляльныя ўласцівасці ў саставе:

• а) NaH;
• б) HBr;
• в) Н₂S;
• г) Н₂.

5. У чатырох прабірках знаходзяцца дыстыляваная вада, а таксама прадукты растварэння ў вадзе аміяку, бромавадароду і гідрыду кальцыю. Вынікі выпрабавання змесціва прабірак універсальным індыкатарам наступныя:

	1 – рН = 10
	2 – рН = 7
	3 – рН = 13
	4 – рН = 2

Вада і раствор бромавадароду знаходзяцца ў прабірках:

• а) 1 і 2;
• б) 2 і 3;
• в) 2 і 4;
• г) 1 і 4.