هيدرات

الهيدرات هي أملاح غير عضوية "تحتوي على جزيئات ماء مرتبطة بنسبة محددة كجزء لا يتجزأ من البلورة " ^{[ 1 ]} ، إما مرتبطة بمركز معدني أو متبلورة مع المركب المعدني. ويُقال أيضًا أن هذه الهيدرات تحتوي على ماء التبلور أو ماء التميؤ . إذا كان الماء ماءً ثقيلاً يحتوي على نظير الهيدروجين الديوتيريوم ، فيمكن استخدام مصطلح "ديوتيرات" بدلاً من "هيدرات" . ^{[ 2 ] [ 3 ]}

كلوريد الكوبالت (II) اللامائي CoCl 2 (أزرق)	كلوريد الكوبالت (II) سداسي الهيدرات CoCl 2 · 6H 2 O (وردي)

ومن الأمثلة الملونة على ذلك كلوريد الكوبالت (II) ، الذي يتحول لونه من الأزرق إلى الأحمر عند ترطيبه ، وبالتالي يمكن استخدامه كمؤشر للماء.

يُستخدم الرمز " مركب مائي ⋅ n H₂O " ، حيث n هو عدد جزيئات الماء لكل وحدة صيغة من الملح، للدلالة على أن الملح مائي. عادةً ما يكون n عددًا _صحيحًا صغيرًا ، مع إمكانية وجود قيم كسرية. على سبيل المثال، في الملح أحادي الهيدرات n  =  1، وفي الملح سداسي الهيدرات n  =  6. البادئات العددية ذات الأصل اليوناني في الغالب هي: ^{[ 4 ]}

يُطلق على المادة المائية التي فقدت الماء اسم أنهيدريد ؛ أما الماء المتبقي، إن وُجد، فلا يُمكن إزالته إلا بالتسخين الشديد. وتُسمى المادة التي لا تحتوي على أي ماء بالمادة اللامائية . بعض المركبات اللامائية تتفاعل مع الماء بسهولة لدرجة أنها تُوصف بأنها مواد مسترطبة، وتُستخدم كعوامل تجفيف .

في الكيمياء العضوية، يُعرف المركب المائي بأنه مركب يتكون من خلال عملية الإماهة، أي "إضافة الماء أو عناصر الماء (مثل الهيدروجين والهيدروكسيل) إلى جزيء". _[ ^{5 ] على} سبيل المثال: الإيثانول ، CH₃ _- CH₂ _- OH ، هو ناتج تفاعل الإماهة للإيثين ، CH₂ =CH₂ _، الذي يتكون من إضافة الهيدروجين إلى ذرة كربون واحدة ومجموعة الهيدروكسيل إلى ذرة الكربون الأخرى، وبالتالي يمكن اعتباره مركبًا مائيًا للإيثين. يمكن إزالة جزيء من الماء، على سبيل المثال، بفعل حمض الكبريتيك . مثال آخر هو هيدرات الكلورال ، CCl₃ _- CH(OH) _₂ ، الذي يمكن تكوينه من تفاعل الماء مع الكلورال ، CCl₃ _- CH=O .

تُشكّل العديد من الجزيئات العضوية، وكذلك الجزيئات غير العضوية، بلوراتٍ تُدمج الماء في بنيتها البلورية دون تغيير كيميائي في الجزيء العضوي ( ماء التبلور ). فعلى سبيل المثال، يوجد سكر التريهالوز في صورة لا مائية ( درجة انصهاره 203  درجة مئوية) وفي صورة ثنائية الهيدرات (درجة انصهاره 97  درجة مئوية). وتحتوي بلورات البروتين عادةً على نسبة ماء تصل إلى 50%.

_{تُصنف الجزيئات أيضاً على} أنها هيدرات لأسباب تاريخية لم تُذكر أعلاه. كان _يُعتقد في الأصل أن الجلوكوز ، C6H12O6 ، هو C6 ₍ H2O _{) 6 ووُصف} بأنه كربوهيدرات .

يُعدّ تكوين الهيدرات شائعًا في المكونات الفعّالة . وتتيح العديد من عمليات التصنيع فرصةً لتكوّن الهيدرات، ويمكن أن تتغير حالة الترطيب بتغير الرطوبة البيئية والوقت. ويمكن أن تؤثر حالة ترطيب المكون الصيدلاني الفعّال بشكل كبير على ذوبانيته ومعدل انحلاله، وبالتالي على توافره الحيوي . ^{[ 6 ]}

هيدرات الكلاثرات (المعروفة أيضًا باسم هيدرات الغاز، أو كلاثرات الغاز، وما إلى ذلك) هي جليد مائي محتجز بداخله جزيئات غازية؛ وهي شكل من أشكال الكلاثرات . يمكن للجزيئات غير القطبية أن تُشكّل هيدرات الكلاثرات مع الماء، خاصةً تحت ضغط عالٍ. ومن الأمثلة المهمة على ذلك هيدرات الميثان (المعروفة أيضًا باسم هيدرات الغاز، أو كلاثرات الميثان، وما إلى ذلك). بالإضافة إلى الميثان ، تشمل الغازات المعروفة بقدرتها على تكوين هيدرات الكلاثرات الهيدروجين ، والنيتروجين ، والأكسجين ، وثاني أكسيد الكربون ، والغازات النبيلة الأرجون ، والكريبتون ، والزينون .

على الرغم من عدم وجود روابط هيدروجينية بين الماء وجزيئات الضيف عندما يكون الميثان هو جزيء الضيف في الكلاثرات، إلا أن الروابط الهيدروجينية بين الضيف والمضيف تتشكل غالبًا عندما يكون الضيف جزيئًا عضويًا أكبر حجمًا مثل رباعي هيدروفوران . في مثل هذه الحالات، تؤدي الروابط الهيدروجينية بين الضيف والمضيف إلى تكوين عيوب بييروم من النوع L في شبكة الكلاثرات. ^{[ 7 ] [ 8 ]}