Гидраты
ГИДРАТЫ, продукты присоединения воды (гидратации)к молекулам, атомам или ионам. М. б. газообразными, жидкими и твердыми; последние наз. кристаллогидратами.
В р-ре многозарядные ионы (А13+, Сг3+, Be2+ и др.) и небольшие однозарядные (Li+) достаточно прочно связывают ближайшие к ним молекулы воды, образуя аквакатионы, напр. [А1(Н2О)6]3+ . Кристаллогидраты солей обычно образуются в тех случаях, когда катионы в их кристаллич. решетке образуют более прочные связи с молекулами Н2О, чем с анионами в решетке безводной соли. При низких т-рах вода в кристаллогидратах м. б. связана и с катионом, и с анионом соли. Напр., у MgCl2*12Н2О ниже — 25 °С в кристаллич. решетке находятся акваионы [Mg(H2O)6]2+ и [С1(Н2О)6]-. Воду, входящую в состав кристаллогидратов, наз. кристаллизационной.
Существуют также псевдогидраты-соед., в к-рых все или часть
молекул воды превращаются в гидроксид-ионы или
ионы гидроксония, напр. Sr(BO
2)
2*4H
2O (по существу это Sr[B(OH)
4]
2) и НС1О
4*Н,О [или (Н
3О)С1О
4].
Воду, входящую в состав псевдогидратов, наз. конституционной. В каждом
кристаллогидрате молекулы воды располагаются определенным образом. Так, в [А1(Н
2О)
6]С1
3 вода входит в состав аквакатиона, в гидратах
цеолитов размещается в пустотах сетчатой ионной структуры. В соед. типа Mg
2(OH)
2(H
2O)
3CO
3 цепочки
молекул воды находятся в каналах структуры.
Вода может связывать аквакатион с
анионом водородными связями, напр. CuSO
4*5H
2O или [Cu(H
2O)
4](H
2O)SO
4. Существуют
кристаллогидраты, в к-рых
вода образует слои, объединяемые
ионами соли (CaSO
4*2H
2O и др.). Известны тектогидраты, в к-рых
молекулы воды образуют непрерывную фазу со структурой, подобной структуре
льда, включающую др.
молекулы или
ионы (Na
2S0
4*10H
2O, H
3[PW
12O
40]*29H
2O и др.). Если посторонняя
молекула в структуру
льда не встраивается, то образуется эвтектич. тонкая мех. смесь
льда и
соли, иногда наз. криогидратом. При удалении
воды мн.
кристаллогидраты солей превращаются в низшие
кристаллогидраты или в безводные
соли с иной (по сравнению с исходной) кристаллич. структурой, но часто в результате
гидролиза при обезвоживании образуются гидроксосоли,
гидроксиды или
оксиды. Кристаллич. структура
кристаллогидратов солей, содержащих
воду в пустотах или каналах структуры, при обезвоживании часто не изменяется. Каждый
кристаллогидрат устойчив лишь в определенном температурном интервале, поэтому кривые их р-римости имеют изломы, соответствующие превращениям одного
кристаллогидрата в другой. Для каждого
кристаллогидрата характерно определенное равновесное
давление водяного
пара, зависящее от т-ры. Если это
давление над
кристаллогидратом больше, чем парциальное
давление водяных
паров в
окружающей среде при той же
температуре, то
кристаллогидрат постепенно теряет
воду ("выветривается"); в противоположном случае
кристаллогидрат поглощает
воду и даже может в ней раствориться ("расплывается").
Существуют кристаллогидраты [Fe(NO3)2*9Н2О, СаС12*6Н2О и др.], к-рые самопроизвольно не кристаллизуются ни при каком пересыщении. С увеличением числа молекул кристаллизац. воды энтальпия растворения кристаллогидратов уменьшается по абс. величине и становится даже положит. величиной. О гидратах газов см. Газовые гидраты.
===
Исп. литература для статьи «ГИДРАТЫ»: Карякни А. В., Кривенцова Г. А., Состояние воды в органических и неорганических соединениях, М., 1973; Крестов Г. А., Термодинамика ионных процессов в растворах, 2 изд.. Л., 1984. Б. Д. Степин.
Страница «ГИДРАТЫ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.