Клатраты были сначала случайно открыты, потом на годы забыты (потому что ученые не смогли объяснить их строение), а затем вернулись в современную химию.
Открытие. Английский химик Пристли обнаружил, что лёд, образующийся при понижении температуры в водном растворе сернистого газа, тонет, а не всплывает, хотя раствор сернистого газа плотнее воды. Объяснить он это никак не объяснил, не смог, но клатраты открыл.
Объяснение дал француз де ля Рив, который доказал, что в опыте Пристли образовывался не лёд, а гидрат сернистого газа, в котором каждая молекула сернистого газа связана с 6 молекулами воды. Но как каким образом связаны, де ля Рив не объяснил. Вот такой был сделан шажочек.
Гидратами позанимались Дэви, Фарадей, Вёлер, Ле Шателье, Бертло. Но...Ни один не смог уложить строение гидратов в учение о химической связи, и на этом моменте все забыли про гидраты.
Второе открытие. До 30-х годов 20 века, когда в США началось строительство больших газопроводов. Было замечено, что в них иногда образуется снег, который закупоривает трубу, причем возникал он при температуре +10-15 градусов Цельсия. После изучения стало понятно,что гидрат (клатрат) природного газа. Возникла, как говорил Энгельс, "техническая потребность" в изучении клатратов. Газ то качать надо.
В конце 40-х - начале 50-х годов было дано строгое определение гидратов и появилось современное название - клатраты. Термин образован из латинских слов, переводящихся как "камера, решетка". Вся суть в том, что когда два вещества образуют клатратное соединение, то молекулы одного оказываются запертыми молекулами другого, как в окружении, причем - намертво!!!
Но химических связей нет! В этом весь и фокус. Ну а теперь строгое определение.
Клатраты - соединения,образованные по принципу включения молекул одного сорта (молекулы - гости) в кристаллическую решетку молекул другого сорта ( молекулы - хозяева). Причем все зависит от размера, чем точнее подходят друг к другу гость и хозяин, тем прочнее связь.
Клатраты могут быть слоистые, канальные, клеточные, газовые. Еще раз повторюсь, привычных всем ковалентных и ионных связей нет, тут работают другие связи - водородные, лиофильные, лиофобные.
В современной химии область применения очень широка - новые,точечно действующие лекарства, захоронение радиоактивных отходов, фононное стекло, электронные кристаллы и много другое, о чем мы поговорим в следующих статьях.