- Vlastnosti speciálních sloučenin
- Karbonoidy
- Nitrogenoidy
- Nomenklatura
- Výcvik
- Karbonoidy
- Nitrogenoidy
- Aplikace
- Reference
Tyto zvláštní sloučeniny jsou ty, které tvoří kovalentních hydridů těchto carbonoids a nitrogenoids. Jedná se o sloučeniny s vzorcem EH 4, pro carbonids nebo skupiny 14 periodické soustavy prvků, nebo vzorce EH 3 pro nitrogenoids nebo skupiny 15 prvky.
Důvod, proč někteří chemici označují tyto hydridy jako speciální sloučeniny, není příliš jasný; Toto jméno může být relativní, i když ignorujíce skutečnost, že mezi nimi není H 2 O, některé jsou velmi nestabilní a vzácné, takže by se mohli hodit takového kvalifikátora.
Hydridy uhlovodíků a dusíku. Zdroj: Gabriel Bolívar.
Dva hydrid molekuly EH 4 (vlevo) a EH 3 (vpravo) jsou uvedeny v horní části obrázku se koule a pruty modelu. Všimněte si, že EH 4 hydridy jsou čtyřboká, zatímco EH 3 Have trigonální pyramidy geometrie, s párem elektronů nad centrálního atomu E.
Když sestoupíte do skupin 14 a 15, centrální atom roste a molekula se stává těžší a nestabilnější; protože vazby EH jsou oslabeny špatným překrýváním jejich orbitálů. Těžší hydridy jsou možná pravdivé speciální sloučeniny, zatímco CH 4, například, je docela vyskytující se v přírodě.
Vlastnosti speciálních sloučenin
Rozdělením speciálních sloučenin do dvou definovaných skupin kovalentních hydridů bude uveden stručný popis jejich charakteristik.
Karbonoidy
Jak již bylo zmíněno v úvodu, jejich vzorce jsou EH 4 a sestávají z tetraedrických molekul. Nejjednodušší z těchto hydridů je CH 4, který je paradoxně také klasifikován jako uhlovodíku. Nejdůležitější věcí na této molekule je relativní stabilita jejích vazeb CH.
Také CC vazby jsou velmi silné, což CH 4 být spojení pro vytvoření rodinu uhlovodíků. Tímto způsobem vznikají řetězce CC velké délky a s mnoha vazbami CH.
Totéž s těžšími protějšky. SiH 4, například, má velmi nestabilní SiH vazby, což činí tento plyn více reaktivní sloučeniny než atom vodíku samotného. Kromě toho jejich zřetězení nejsou příliš účinná nebo stabilní, přičemž vznikají Si-Si řetězce, které obsahují maximálně deset atomů.
Mezi takové zřetězení produkty jsou hexahydrides, E 2 H 6: C 2 H 6 (ethan), Si 2 H 6 (disilan), Ge 2 H 6 (digestman), a Sn 2 H 6 (diestannan).
Ostatní hydridy: GEH 4, SNH 4 a PBH 4 jsou ještě nestabilní a výbušné plyny, z nichž jejich snížení akce je výhodou. PBH 4 je považována za teoretický sloučeniny, protože je tak reaktivní, aby to nemohlo být řádně získány.
Nitrogenoidy
Na straně dusíku hydridů nebo skupiny 15, nacházíme trigonální pyramidy molekul EH 3. Tyto sloučeniny jsou také plynné, nestabilní, bezbarvé a toxické; ale všestrannější a užitečnější než EH 4.
Například NH 3, nejjednodušší z nich, je jednou z průmyslově vyráběných chemických sloučenin a její nepříjemný zápach jej velmi dobře charakterizuje. PH 3 pro svou část voní jako česnek a ryby a AsH 3 voní jako shnilá vejce.
Všechny EH 3 molekuly jsou základní; ale NH 3 je zakončena v této vlastnosti, přičemž nejsilnější báze v důsledku vyšší electronegativity a elektronové hustotě dusíku.
NH 3 může být také zřetězeny, jak je CH 4, pouze v mnohem menší míře; hydrazin, N 2 H 4 (H 2 N-NH 2), a triazane, N 3 H 5 (H 2 N-NH-NH 2), jsou příklady sloučenin způsobených zřetězení dusíku.
Podobně, hydridy PH 3 a popel 3 jsou zřetězeny ke vzniku P 2 H 4 (H 2 P-PH 2), a jako 2 H 4 (H 2 jako popel 2), v tomto pořadí.
Nomenklatura
K pojmenování těchto speciálních sloučenin se nejčastěji používají dvě nomenklatury: tradiční a IUPAC. Pod hydridy EH 4 a EH 3 budou rozděleny podle příslušných vzorců a jmen.
- CH 4: methan.
- SiH 4: silan.
- GeH 4: němčina.
- SnH 4: stannane.
- PbH 4: instalatér.
- NH 3: amoniak (tradiční), azano (IUPAC).
- PH 3: fosfin, fosfan.
- AsH 3: arsine, arsan.
- SBH 3: antimonitu stiban.
- BiH 3: bismutin, bismutan.
Samozřejmě lze také použít systematické a skladové nomenklatury. První určuje počet atomů vodíku s řeckými předponami di, tri, tetra atd. CH 4 přijde být volán podle tohoto názvosloví uhlíku tetrahydride. Zatímco podle stavové nomenklatury, CH 4 by byl nazýván uhlík (IV) hydridu.
Výcvik
Každá z těchto speciálních sloučenin představuje různé způsoby přípravy, ať už v průmyslovém měřítku, laboratoři, nebo dokonce v biologických procesech.
Karbonoidy
Metan je tvořen různými biologickými jevy, kde vysoké tlaky a teploty fragmentují uhlovodíky vyšších molekulárních hmot.
Hromadí se v obrovských kapsách plynů v rovnováze s olejem. Také hluboko v Arktidě zůstává uzavřený v ledových krystalech zvaných klatráty.
Silan je méně hojný a jednu z mnoha metod, kterými se vyrábí, představuje následující chemická rovnice:
6H 2 (g) + 3SiO 2 (g) + 4AL (y) → 3SiH 4 (g) + 2AL 2 O 3 (y)
Pokud jde o GeH 4, je syntetizován na laboratorní úrovni podle následujících chemických rovnic:
Na 2 Geo 3 + NaBH 4 + H 2 O → GEH 4 + 2 NaOH + Nabo 2
A SNH 4 se vytvoří, když reaguje s KAlH 4 v tetrahydrofuranu (THF) média.
Nitrogenoidy
Amoniak, jako je CH 4, mohou tvořit se v přírodě, a to zejména v kosmickém prostoru ve formě krystalů. Hlavní proces, při kterém NH 3 se získá, je prostřednictvím procesu Haber-Bosch, je reprezentována následujícím chemické rovnice:
3 H 2 (g) + N 2 (g) → 2 NH 3 (g)
Proces zahrnuje použití vysokých teplot a tlaků, stejně jako katalyzátory na podporu tvorby NH 3.
Fosfin se tvoří, když je bílý fosfor ošetřen hydroxidem draselným:
3 KOH + P 4 + 3 H 2 O → 3 KH 2 PO 2 + PH 3
Arsin se tvoří, když jeho kovové arzenidy reagují s kyselinami nebo když se sůl arsenu ošetřuje borohydridem sodným:
Na 3 Jak + 3 HBr → AsH 3 + 3 NaBr
4 AsCl 3 + 3 NaBH 4 → 4 AsH 3 + 3 + 3 NaCl BCL 3
A bismuthin, když je methylbismuthin nepřiměřený:
3 BiH 2 CH 3 → 2 BiH 3 + Bi (CH 3) 3
Aplikace
Nakonec jsou zmíněna některá z mnoha použití těchto speciálních sloučenin:
- Metan je fosilní palivo používané jako plyn na vaření.
- Silan se používá v organické syntéze organických sloučenin křemíku přidáním dvojných vazeb alkenů a / nebo alkenů. Během výroby polovodičů se z něj může také ukládat křemík.
- Stejně jako SiH 4 se germánština také používá k přidání atomů Ge jako filmů v polovodičích. Totéž platí pro stibin, přidávání atomů Sb na křemíkové povrchy elektrolytickým ukládáním jeho par.
- Hydrazin se používá jako raketové palivo a k těžbě drahých kovů.
- Amoniak je určen pro průmysl hnojiv a farmaceutický průmysl. Je to prakticky reaktivní zdroj dusíku, který umožňuje přidání atomů dusíku do bezpočtu sloučenin (aminace).
- Arsine byl během druhé světové války považován za chemickou zbraň a nechal na svém místě nechvalně známý fosilní plyn COCl 2.
Reference
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chemie. (Čtvrté vydání). Mc Graw Hill.
- Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chemie. (8. ed.). CENGAGE Učení.
- Chemie. (2016, 30. dubna). Speciální sloučeniny. Obnoveno z: websterquimica.blogspot.com
- Alonso Formule. (2018). H bez kovu. Obnoveno z: alonsoformula.com
- Wikipedia. (2019). Hydrid skupiny 14. Obnoveno z: en.wikipedia.org
- Chemický guru. (sf). Hydridy dusíku. Obnoveno z: thechemistryguru.com