ΤΟ ΝΕΡΟ ΚΑΙ ΟΙ ΑΛΛΕΣ ΟΥΣΙΕΣ: Μέρος 2ο Β Οργανικά ένυδρα: ΕΝΥΔΡΑ ΑΕΡΙΑ: ΤΑ ΚΛΑΘΡΙΚΑ. Εγκλωβισμός αερίων και πτητικών μορίων σε υδατικά πλέγματα

ΤΟ ΝΕΡΟ ΚΑΙ ΟΙ ΑΛΛΕΣ ΟΥΣΙΕΣ: Μέρος 2ο Β Οργανικά ένυδρα: ΕΝΥΔΡΑ ΑΕΡΙΑ: ΤΑ ΚΛΑΘΡΙΚΑ. Εγκλωβισμός αερίων και πτητικών μορίων σε υδατικά πλέγματα

Δήμητρα Σπανού συνταξιούχος καθηγήτρια χημικός Δευτεροβάθμιας Εκπ/σης (από 30-6-2025)

 

 

 

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

ΕΝΥΔΡΕΣ ΟΥΣΙΕΣ ΣΤΗΝ ΧΗΜΕΙΑ

Στην Χημεια, ενυδρες ουσίες είναι εκείνες που περιέχουν νερό, τα μόρια του νερού συνδέονται με άλλα μόρια ή ιόντα

 - σε αντίθεση με τις ανυδρες-

ΤΥΠΟΙ ΕΝΥΔΡΩΝ ΟΥΣΙΩΝ

Υπάρχουν ανόργανες ένυδρες ενώσεις και οργανικές ένυδρες ενώσεις

Στις ανόργανες ένυδρες το νερό συνδέεται με ανόργανα μόρια ή ιόντα (Ιοντικά ένυδρα)

Στις οργανικές ένυδρες το νερό συνδέεται με οργανικά μόρια

Τα ένυδρα αέρια (κλαθρικά) που σχηματίζονται όταν αέρια εγκλωβίζονται σε υδατικά κρυσταλλικά πλέγματα

Ένυδρα μπορεί να είναι στερεά διαλύματα που περιεχουν μοριακό  κρυσταλλικό νερό όπως ανόργανα ένυδρα κρυσταλλικά άλατα.

Ένυδρα επίσης είναι σύμπλοκα που διαθέτουν συνδέτες νερού, κεντρική, γεφυρωμένη ή χηλική σύνδεση

ΣΥΝΔΕΣΙΜΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΜΟΡΙΩΝ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΣΤΟΥΣ ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΥΣ

Τα μόρια του νερού μπορούν να συνδέονται με το στερεό με 3 τρόπους.
Να συνδέεται συντονισμένα με ιόντα τέτοιa ένυδρη κρυσταλλική ουσία είναι ο θειϊκός χαλκός 
Να συνδεεται με μόρια μέσω δεσμών υδρογόνου όπως σε κρυστάλλους πρωτειΊνης
Να τοποθετείται σε εσωτερικές κοιλότητες του πλέγματος χωρίς να συνδέεται με την κρυσταλλική ουσία, όπως στους ζαόλιθους
 

 

ΕΝΥΔΡΑ ΑΕΡΙΑ. ΤΑ ΚΛΑΘΡΙΚΑ

Τα μόρια του νερου συνδέονται με δεσμούς υδρογόνου δημιουργώντας ένα συνολικό πλέγμα σε όλη την μάζα του

 ή διαμοριακές δυνάμεις  μείναι συνδεδεμένο με δεσμούς υδρογόνου ή διαμοριακές δυνάμεις ή να τοποθετείται εσωτερικά (ενσωμέτωση) εάν αυτό σταθεροποιεί το κρυσταλλικό πλέγμα.

 Η παρουσία μορίων ορισμένων ουσιών  έχει αποτέλασμα την δημιουργία πλαισίων, στις κοιλότητες των οποίων τοποθετούνται τα μόρια αυτά των ουσιών που λέγονται τώρα επισκέπτες ή ένυδροι διαμορφωτές. 

Όταν αυτά τοποθετούνται έτσι, αυτή η διατεταγμένη μορφή σταθεροποιειται υπό μορφή ενύδρου  κρυσταλλικού πλέγματος με διαμοριακές δυνάμεις .

Η σταθερότητα του υδατικού πλέγματος  ενισχύεται  (κυρίως λόγω των "επισκεπτών" με τα μόρια νερπύ (ξενιστές) να δημιουγούν  πλαίσια στις κοιλοτητες των οποίων βρίσκονται τα μόρια των επισκεπτών) και στερεοποιείται 

ΤΑ ΚΛΑΘΡΙΚΑ (χωρις χημικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ βασικής δομής και φιλοξενούμενων μορίων)

Л9 Метан в атмосфере, Метан и газовые гидраты

Υπάρχουν κάποιες ουσίες συνήθως σε αέρια κατάσταση σε κανονικές συνθήκες (όπως το μεθάνιο CH4, το αιθάνιο C2H6, το διοξείδιο του άνθρακα  CO2 και το υδρόθειο  H2S)

 ή και κάποια εξαιρετικά πτητικά οργανικά υγρά  (όπως το διχλωροδιφθορομεθάνιο)

ένυγρο μεθάνιο

Τα ένυδρα αέρια στο «μη αιώνιο» μόνιμο στρώμα του πάγουπου σταθεροποιούν τα μόρια του νερού και μπορούν να σχηματίσουν ένυδρα άλατα. Στην περίπτωση αυτή τα μόρια του νερού ονομάζονται ξενιστές και τα μόρια των άλλων ουσιών που σταθεροποιούν το κρυσταλλικό πλέγμα επισκέπτες

Η ενυδάτωση ουσιών μέσα σε υδατικά διαλύματα αρχικά ξεκινά με την διάταξη των μορίων του νερού σε κανονικές γεωμετρικές δομές λόγω της δημιουργίας δεσμών υδρογόνου μεταξύ των μορίων του.

Αυτές οι δομές  μπορεί να σταθεροποιηθούν από τους "επισκέπτες" που εγκλωβίζονται ανάμεσά τους  και να αποβληθούν όλα με την μορφή στερεού ιζήματος

Οι σχηματισμοί αυτοί  είναι πολύπλοκοι υπερμοριακοί σχηματισμοί τρισδιάστατοι που σταθεροποιούνται με δυνάμεις van der walls που αναπτύσσονται λόγω διαμοριακής έλξης. Κατ' αυτόν τον τρόπο, τα εγκλωβισμένα μόρια περιστρέφονται ελεύθερα μέσα στα πλέγματα που σχηματίζονται από τα μόρια του ξενιστή και μερικές φορές οι ενώσεις αυτές (τα ένυδρα)

 

Δήμητρα Σπανού

 

ΠΗΓΕΣ

L9 Μεθάνιο στην ατμόσφαιρα, Μεθάνιο και ένυδρα αέρια

Ένυδρες ενώσεις - Βικιπαίδεια

Παρουσίαση με θέμα: Ένυδρες ενώσεις σε αγωγό φυσικού αερίου. Μέθοδοι ελέγχου ένυδρων αλάτων

Ένυδρα αέρια στο «μη αιώνιο» μόνιμο στρώμα του πάγου – GoArctic.ru – Πύλη για την ανάπτυξη της Αρκτικής