Plik specjalne związki Wszystkie składają się z kowalencyjnych wodorków karbonoidów i azotoidów. Są to związki o wzorze EH4, dla karbonidów lub pierwiastków z grupy 14 lub wzoru EH3 dla azotoidów lub pierwiastków z grupy 15.
Powód, dla którego niektórzy chemicy nazywają te wodorkami związkami specjalnymi, nie jest zbyt jasny; ta nazwa może być względna, chociaż pomijając fakt, że wśród nich nie ma H.dwaLub, niektóre są bardzo niestabilne i rzadkie, więc mogą być godne takiego kwalifikatora..
Na górnym obrazku pokazano dwie cząsteczki wodorków EH.4 (po lewej) i EH3 (po prawej) z modelem sfer i prętów. Zauważ, że wodorki EH4 są czworościenne, podczas gdy EH3 mają trójkątną geometrię piramidy, z parą elektronów nad centralnym atomem E..
Kiedy przesuwa się w dół grupy 14 i 15, centralny atom rośnie, a cząsteczka staje się cięższa i bardziej niestabilna; ponieważ wiązania E-H są osłabione przez słabe zachodzenie na siebie ich orbitali. Cięższe wodorki są prawdopodobnie prawdziwymi związkami specjalnymi, podczas gdy CH4, na przykład jest dość obfity w przyrodzie.
Indeks artykułów
Dzieląc specjalne związki na dwie zdefiniowane grupy kowalencyjnych wodorków, osobno zostanie podany krótki opis ich właściwości..
Jak wspomniano na początku, Twoje formuły to EH4 i składają się z cząsteczek czworościennych. Najprostszym z tych wodorków jest CH4, który, jak na ironię, jest również klasyfikowany jako węglowodór. Najważniejszą rzeczą w tej cząsteczce jest względna stabilność jej wiązań C-H..
Ponadto wiązania C-C są bardzo silne, powodując CH4 można łączyć, tworząc rodzinę węglowodorów. W ten sposób powstają łańcuchy C-C o dużej długości iz wieloma wiązaniami C-H..
Nie to samo z cięższymi odpowiednikami. SiH4, na przykład ma bardzo niestabilne wiązania Si-H, co czyni ten gaz bardziej reaktywnym związkiem niż sam wodór. Ponadto ich konkatenacje nie są zbyt wydajne ani stabilne, tworząc łańcuchy Si-Si o najwyżej dziesięciu atomach..
Wśród takich produktów konkatenacji są heksahydrides, EdwaH.6: CdwaH.6 (etan), takdwaH.6 (disilan), GedwaH.6 (trawienny) i SndwaH.6 (diestannan).
Pozostałe wodorki: GeH4, SnH4 i PbH4 Są to jeszcze bardziej niestabilne i wybuchowe gazy, których działanie redukujące jest wykorzystywane. Al PbH4 jest uważany za związek teoretyczny, ponieważ jest tak reaktywny, że nie można go było uzyskać prawidłowo.
Po stronie wodorków azotu lub grupy 15 znajdujemy cząsteczki piramidy trygonalnej EH3. Związki te są również gazowe, nietrwałe, bezbarwne i toksyczne; ale bardziej wszechstronny i przydatny niż HD4.
Na przykład NH3, najprostszy z nich jest jednym z najbardziej przemysłowo produkowanych związków chemicznych, a jego nieprzyjemny zapach bardzo dobrze go charakteryzuje. PH3 tymczasem pachnie czosnkiem i rybą oraz popiołem3 pachnie jak zgniłe jajka.
Wszystkie cząsteczki EH3 są podstawowe; ale NH3 jest ukoronowany w tej charakterystyce, będąc najsilniejszą podstawą ze względu na wyższą elektroujemność i gęstość elektronową azotu.
NH3 można również łączyć, jak CH4, tylko w znacznie mniejszym stopniu; hydrazyna, NdwaH.4 (H.dwaN-NHdwa) i triazan, N3H.5 (H.dwaN-NH-NHdwa), są przykładami związków spowodowanych związaniem azotu.
Podobnie wodorki PH3 i AsH3 są łączone, aby utworzyć PdwaH.4 (H.dwaP-PHdwa), i jakodwaH.4 (H.dwaAs-AsHdwa), odpowiednio.
Aby nazwać te specjalne związki, przez większość czasu używa się dwóch nomenklatur: tradycyjnej i IUPAC. Wodorki EH zostaną rozbite poniżej4 i eh3 z odpowiednimi formułami i nazwami.
- CH4: metan.
- tak h4: krzemowodór.
- GeH4: Niemiecki.
- SnH4: stannan.
- PbH4: plumbano.
- NH3: amoniak (tradycyjny), azano (IUPAC).
- PH3: fosfina, fosfan.
- Popiół3: arsine, arsano.
- SbH3: stibnite, stiban.
- BiH3: bizmutyna, bismutan.
Oczywiście można również zastosować nomenklaturę systematyczną i magazynową. W pierwszej liczbie atomów wodoru określa się greckie przedrostki di, tri, tetra itd. CH4 Zgodnie z tą nomenklaturą nazwano by go czterowodorkiem węgla. Podczas gdy zgodnie z nomenklaturą akcji, CH4 nazywałby się wodorek węgla (IV).
Każdy z tych specjalnych związków prezentuje wiele metod przygotowania, czy to na skalę przemysłową, laboratoryjną, czy nawet w procesach biologicznych..
Metan powstaje w wyniku różnych zjawisk biologicznych, w których wysokie ciśnienie i temperatura powodują rozdrobnienie węglowodorów o wyższych masach cząsteczkowych.
Gromadzi się w ogromnych kieszeniach gazów w równowadze z ropą. Ponadto głęboko w Arktyce pozostaje zamknięty w kryształkach lodu zwanych klatratami..
Silan występuje w mniejszych ilościach, a jedną z wielu metod jego produkcji przedstawia następujące równanie chemiczne:
6Hdwa(g) + 3SiOdwa(g) + 4Al (s) → 3SiH4(g) + 2AldwaLUB3(s)
Odnośnie GeH4, Jest syntetyzowany na poziomie laboratoryjnym zgodnie z następującymi równaniami chemicznymi:
NadwaGeo3 + NaBH4 + H.dwaO → GeH4 + 2 NaOH + NaBOdwa
A SnH4 tworzy się, gdy reaguje z KAlH4 w pożywce z tetrahydrofuranem (THF).
Amoniak, jak CH4, może formować się w naturze, zwłaszcza w przestrzeni kosmicznej w postaci kryształów. Główny proces otrzymywania NH3 Jest to za pomocą Habera-Boscha, reprezentowanego przez następujące równanie chemiczne:
3 Hdwa(g) + N.dwa(g) → 2 NH3(sol)
Proces obejmuje stosowanie wysokich temperatur i ciśnień, a także katalizatorów sprzyjających tworzeniu się NH3.
Fosfina powstaje, gdy biały fosfor jest traktowany wodorotlenkiem potasu:
3 KOH + P4 + 3 HdwaO → 3 KHdwaPOdwa + PH3
Arsen powstaje, gdy jego arsenki metali reagują z kwasami lub gdy sól arsenu jest traktowana borowodorkiem sodu:
Na3As + 3 HBr → AsH3 + 3 NaBr
4 AsCl3 + 3 NaBH4 → 4 AsH3 + 3 NaCl + 3 BCl3
I bizmutyna, gdy metylobizmutyna jest nieproporcjonalna:
3 BiHdwaCH3 → 2 BiH3 + Bi (CH3)3
Na koniec wymieniono niektóre z wielu zastosowań tych specjalnych związków:
- Metan jest paliwem kopalnym używanym jako gaz do gotowania.
- Silan jest stosowany w organicznej syntezie związków krzemoorganicznych poprzez dodanie do podwójnych wiązań alkenów i / lub alkinów. Podobnie krzem może być z niego osadzany podczas produkcji półprzewodników..
- Podobnie jak SiH4, Germański jest również używany do dodawania atomów Ge jako warstw w półprzewodnikach. To samo dotyczy stibnitu, dodawania atomów Sb na powierzchni krzemu poprzez elektroosadzanie jego par..
- Hydrazyna jest używana jako paliwo rakietowe i do ekstrakcji metali szlachetnych.
- Amoniak przeznaczony jest do przemysłu nawozowego i farmaceutycznego. Jest praktycznie reaktywnym źródłem azotu, umożliwiającym dodanie atomów N do nieskończoności związków (aminowanie).
- Arsyn był uważany za broń chemiczną podczas II wojny światowej, pozostawiając na swoim miejscu niesławny gaz fosgen, COCl.dwa.
Jeszcze bez komentarzy