ГИДРАТЫ, продукты соединения веществ с водой, распадающиеся на следующие группы: 1. Продукты соединения с водой основных и кислотных окислов элементов, являющиеся определенными химическими соединениями, основаниями или кислотами. Таковы, например, едкий натр NaOH, продукт реакции Na₂O + H₂O = 2NaOH; гашеная известь Ca(OH)₂, Г. окиси кальция, представляющий собой продукт реакции CaO + H₂O = Ca(OH)₂; серная кислота H₂SO₄ = SO₂(OH)₂, продукт реакции SO₃ + H₂O = H₂SO₄, и т. д. Характерным для этих гидратов является то, что химические свойства их отличны от химических свойств окислов и воды; свои особые свойства они сохраняют или проявляют и в растворенном и в расплавленном состояниях; реагирующими радикалами в них являются гидроксил OH (гл. обр. в щелочах) и водород H (гл. обр. в кислотах); те из них, которые растворяются в воде, образуют ионы гидроксила OH− или водорода H+. Прочность их, т. е. трудность удаления из них воды путем нагревания, весьма разнообразна. — 2. Кристаллогидраты, кристаллические соединения с водой различных веществ; подобно гидратам первой группы, кристаллогидраты представляют определенные химические соединения, но химическ. свойства исходного вещества в кристаллогидрате не изменены в результате соединения с водой; поэтому в их формулах воду пишут отдельно. Пример: гидраты сернокислой меди CuSO₄.H₂O, CuSO₄.3H₂O, CuSO₄.5H₂O (медный купорос); во всех этих соединениях сохраняются характерные особенности CuSO₄. Такие гидраты часто называют молекулярными соединениями; вода в них не сообщает им ни кислых, ни основных свойств, т. е. в растворе не дает ионов H+ или OH−. Число кристаллогидратов у данного вещества ограничено и доступно точному подсчету. Каждый кристаллогидрат имеет свою область температур и давлений (пара воды), в которой оп устойчив. Каждый кристаллогидрат представляет отдельную фазу; взятый в отдельности, он при данной температуре не обладает определенной упругостью пара; таковой обладает только система из кристаллогидрата и продукта его выветривания, например CuSO₄.H₂O и CuSO₄ или CuSO₄.5H₂O и СuSO₄.3H₂O. Упругость пара CuSO₄.5H₂O в смеси с CuSO₄.3H₂O остается постоянной, пока количество воды, приходящееся на одну молекулу CuSO₄, колеблется от 5 до 3 молекул. Когда количество воды в системе падает ниже ЗH₂O, то образуется система CuSO₄.3H₂O и CuSO₄.H₂O со своей постоянной упругостью пара; то же имеет место и для системы из CuSO₄.H₂O и CuSO₄.
На воздухе кристаллогидрат выветривается, если упругость его пара (в присутствии продукта выветривания) меньше упругости пара в воздухе, например, кристаллическая сода Na₂CO₃.10H₂O на воздухе теряет воду и дает Na₂CO₃.H₂O. Вещество или его кристаллогидрат расплывается на воздухе, если его насыщенный раствор обладает упругостью пара меньшей, чем упругость пара в воздухе. Кристаллогидрат с высоким содержанием воды при определенной температуре разлагается с образованием раствора и низшего Г., например, сода Na₂CO₃.10H₂O при 35,1° распадается на Na₂CO₃.H₂O + 9H₂O, вода растворяет часть Na₂CO₃.10H₂O, и образуется равновесная система из Na₂CO₃.10H₂O, Na₂CO₃.H₂O и насыщенного раствора; такая температура называется температурой (точкой) превращения кристаллогидрата. Ее часто, но неправильно называют точкой плавления; точка же плавления в действительности это та температура, при которой при данном давлении кристаллогидрат находится в равновесии с раствором того же состава, что и сам он, и при которой он полностью может быть превращен в раствор; так, FeCl₃.6H₂O плавится при 37°, а при 27,4° превращается в FeCl₃.3½H₂O, давая раствор состава FeCl₃ + 4,15H₂O. Прочность соединения вещества с водой в кристаллогидратах весьма различна, но в общем он меньше, чем в случае Г. первой группы. С точки зрения теории А. Веркера во многих кристаллогидратах вода вся или частично удерживается вокруг центрального атома побочными валентностями во внутренней сфере, что может повести к появлению изомеров (см.); так, хлорный хром CrCl₃.6H₂O дает три изомера: [Cr(H₂O)₆] Cl₃, [Cr(H₂O)₅Cl] Cl₂.H₂O и [Cr(H₂O)₄Cl₂] Cl.2H₂O. Ср. Комплексные соединения, Валентность.
3. Адсорбционные Г. представляют собой соединения с водой неопределенного состава. Количество воды в них непрерывно изменяется с изменением упругости пара в окружающем пространстве или с изменением температуры. Типичные адсорбционные Г. дают коллоиды. Так, кремневая кислота, дающая соли типов M12SiO₂ или M14SiO₄, не дает гидратов определенного состава H₂SiO₃ = SiO₂.H₂O или H₄SiO₄ = SiO₂.2H₂O, а дает гель (см.) SiO₂.Aq. с содержанием воды от 0% до 95% и выше, в зависимости от способа получения. При потере воды кристаллогидратами происходит превращение одного из них в другой (или в безводное вещество), причем разрушается кристаллическая сетка данного вещества и свойства системы претерпевают резкий скачок. В случаях обезвоживания адсорбционных соединений, в частности гелей, свойства их изменяются постепенно и непрерывно. Этот непрерывный ход и расхождение кривых оводнения и обезвоживания (гистерезис степени оводнения) — характерные явления для адсорбционных гидратов. Им свойственна не кривая упругости пара, а часть плоскости, ограниченная кривыми обезвоживания и оводнения, вследствие чего одно и то же вещество при одной и той же упругости пара и постоянной температуре может содержать различные количества воды. Дальнейшими характерными особенностями адсорбционных Г. являются зависимость вида кривых обезвоживания и оводнения от способа получения их и от их прошлой истории, а также то, что вода в них может быть заменена любой другой жидкостью (спиртом, ацетоном, эфиром, серной кислотой и т. п.). Адсорбционные Г. образуют не только коллоиды, но и кристаллические вещества. В кристалло-адсорбционных Г. (цеолиты, сернокислый стрихнин, щавелевокислые соли редких металлов и др.) количество воды изменяется непрерывно без разрушения кристаллической решотки. — 4. Г. в растворах. По теории Д. И. Менделеева, водные растворы вещества представляют собою определенные Г. в состоянии диссоциации. В наст. время эта теория несколько изменена; принимают, что молекула растворенного вещества удерживает вокруг себя ряд молекул воды с силой, зависящей от расстояния, и, т.о., нет резкой границы между связанными и несвязанными молекулами воды; следовательно, в растворах мы имеем неопределенные Г. В случае другого растворителя (не воды) такие образования носят название сольватов (см.). — 5. Гидраты в органической химии — соединения, содержащие гидроксил OH: спирты (см.) и органические кислоты [см. Кислоты (органические)], например, этиловый спирт C₂H₆OH, глицерин C₃H₆(OH)₃, уксусная кислота CH₃COOH. Гидратами углерода, или углеводами, называют сахары и полисахариды (см.), в которых содержится гидроксил и в формулах которых водород и кислород входят в том же отношении, что и в воде, например, глюкоза (C₂H₁₂O₆), тростниковый сахар (C₁₂H₂₂O₁₁) и крахмал (C₆H₁₀O₅).