- Značilnosti posebnih spojin
- Karbonoidi
- Nitrogenoidi
- Nomenklatura
- Usposabljanje
- Karbonoidi
- Nitrogenoidi
- Prijave
- Reference
Za posebne spojine so vsi tisti, sestavljena iz kovalentne hidridi iz carbonoids in nitrogenoids. To so spojine s formulo EH 4 , za karbonide ali elemente skupine 14 ali s formulo EH 3 za nitrogenoide ali elemente skupine 15.
Razlog, zakaj nekateri kemiki omenjajo te hidride kot posebne spojine, ni zelo jasen; To ime je lahko sorazmerno, čeprav so, če ne upoštevamo, da H 2 O ni najti med njimi , nekateri zelo nestabilni in redki, zato bi bili lahko vredni takega kvalifikatorja.
Hidridi ogljika in dušika. Vir: Gabriel Bolívar.
Na zgornji sliki sta prikazani dve hidridni molekuli EH 4 (levo) in EH 3 (desno) z modelom kroglic in palic. Upoštevajte, da so hidridi EH 4 tetraedri, EH 3 pa trigonalne piramidne geometrije, s parom elektronov nad centralnim atomom E.
Ko se spustite po skupinah 14 in 15, osrednji atom raste in molekula postane težja in nestabilnejša; saj so vezi EH oslabljene zaradi slabega prekrivanja njihovih orbitalov. Težji hidridi so morda prave posebne spojine, medtem ko je CH 4 , na primer, precej obilen.
Značilnosti posebnih spojin
Z delitvijo posebnih spojin na dve definirani skupini kovalentnih hidridov bo ločeno podan kratek opis njihovih značilnosti.
Karbonoidi
Kot smo omenili na začetku, so njihove formule EH 4 in so sestavljene iz tetraedrskih molekul. Najenostavnejši teh hidridov CH 4 , ki je ironično uvrstiti tudi ogljikovodika. Najpomembnejša stvar te molekule je relativna stabilnost njenih CH-vezi.
Tudi CC vezi so zelo močni, zaradi česar CH 4 do biti združena z verigo, da tvorita družino ogljikovodikov. Na ta način nastajajo CC verige velikih dolžin in z mnogimi vezmi CH.
Ni enako s težjimi kolegi. SiH 4 ima na primer zelo nestabilne vezi Si-H, zaradi česar je ta plin bolj reaktivna spojina kot sam vodik. Poleg tega njihove povezave niso zelo učinkovite ali stabilne, saj izvirajo iz več kot deset atomov Si-Si verig.
Med takimi spajanja proizvodi so hexahydrides, E 2 H 6 : C 2 H 6 (etan), Si 2 H 6 (disilane), Ge 2 H 6 (digestman) in Sn 2 H 6 (diestannan).
Drugi hidridi: GeH 4 , SnH 4 in PbH 4 so še bolj nestabilni in eksplozivni plini, od katerih izkoriščamo njihovo redukcijsko delovanje. PbH 4 velja za teoretično spojino, saj je tako reaktiven, da ga ni bilo mogoče dobiti pravilno.
Nitrogenoidi
Na strani dušikovih hidridov ali skupine 15 najdemo molekule trigonalnih piramid EH 3 . Te spojine so tudi plinaste, nestabilne, brezbarvne in strupene; vendar bolj vsestranski in uporaben kot EH 4 .
Na primer, NH 3 , najpreprostejši med njimi, je ena najbolj industrijsko proizvedenih kemičnih spojin, njen neprijeten vonj pa zelo dobro označuje. PH 3 v svojem delu diši po česnu in ribah, AsH 3 pa diši po gnilih jajcih.
Vse molekule EH 3 so bazične; toda NH 3 je kronan v tej značilnosti, saj je zaradi večje elektronegativnosti in elektronske gostote dušika najmočnejša baza.
NH 3 se lahko združena z verigo, saj lahko CH 4 , samo v veliko manjšem obsegu; hidrazin, N 2 H 4 (H 2 N-NH 2 ), in triazane N 3 H 5 (H 2 N-NH-NH 2 ), so primeri spojin s podaljšek dušika povzročajo.
Podobno so hidridi PH 3 in pepel 3 sta združena z verigo povzročiti P 2 H 4 (H 2 P-PH 2 ), in kot 2 H 4 (H 2 Kot pepel 2 ) oz.
Nomenklatura
Za poimenovanje teh posebnih spojin se večinoma uporabljata dve nomenklaturi: tradicionalna in IUPAC. Spodaj se hidridi EH 4 in EH 3 razčlenita z ustreznima formulama in imeni.
- CH 4 : metan.
- SiH 4 : silan.
- GeH 4 : nemščina.
- SnH 4 : stannane .
- PbH 4 : plumban.
- NH 3 : amoniak (tradicionalni), azano (IUPAC).
- PH 3 : fosfin, fosfan.
- AsH 3 : arzin, arzan.
- SbH 3 : stibnit, stiban.
- BiH 3 : bismutin, bismutane.
Seveda se lahko uporabljajo tudi sistematične nomenklature zalog. Prvi določa število vodikovih atomov z grškimi predponami di, tri, tetra itd. CH 4 bi prišel, da se imenuje po tem nomenklatura ogljikovega tetrahydride. Medtem ko bi v skladu z nomenklaturo zalog CH 4 imenovali ogljikov (IV) hidrid.
Usposabljanje
Vsaka od teh posebnih spojin predstavlja več načinov priprave, bodisi na industrijskih lestvicah, laboratorijskih in celo v bioloških postopkih.
Karbonoidi
Metan tvorijo različni biološki pojavi, kjer visoki tlaki in temperature drobijo ogljikovodike višjih molekulskih mas.
V ravnovesju z oljem se kopiči v ogromnih žepih plinov. Prav tako globoko na Arktiki ostane zaprt v ledenih kristalih, imenovanih klatrati.
Silan je manj obilen, ena od številnih metod, s katero nastaja, pa je predstavljena z naslednjo kemijsko enačbo:
6H 2 (g) + 3SiO 2 (g) + 4Al (y) → 3SiH 4 (g) + 2al 2 O 3 (i)
Kar zadeva GeH 4 , se sintetizira na laboratorijski ravni v skladu z naslednjimi kemijskimi enačbami:
Na 2 GeO 3 + NaBH 4 + H 2 O → GeH 4 + 2 NaOH + NaBO 2
In SnH 4 nastane, ko reagira s KAlH 4 v mediju tetrahidrofurana (THF).
Nitrogenoidi
Amoniak, kot CH 4 , se lahko tvori v naravi, zlasti v vesolju v obliki kristalov. Glavni postopek, s katerim dobimo NH 3, je postopek Haber-Bosch, ki ga predstavlja naslednja kemijska enačba:
3H 2 (g) + N 2 (g) → 2 NH 3 (g)
Postopek vključuje uporabo visokih temperaturah in tlakih, pa tudi katalizator za spodbujanje tvorbe NH 3 .
Fosfin nastane, ko beli fosfor obdelamo s kalijevim hidroksidom:
3 KOH + P 4 + 3 H 2 O → 3 KH 2 PO 2 + PH 3
Arsin nastane, kadar njegovi kovinski arsenidi reagirajo s kislinami ali kadar arzenovo sol obdelamo z natrijevim borohidridom:
Na 3 As + 3 HBr → AsH 3 + 3 NaBr
4 AsCl 3 + 3 NaBH 4 → 4 AsH 3 + 3 NaCl + 3 BCl 3
In bizmutin, ko je metilbismutin nesorazmeren:
3 BiH 2 CH 3 → 2 BiH 3 + Bi (CH 3 ) 3
Prijave
Na koncu so omenjene nekatere od številnih uporab teh posebnih spojin:
- Metan je fosilno gorivo, ki se uporablja kot plin za kuhanje.
- Silan se uporablja v organski sintezi organosilicijevih spojin z dodajanjem dvojnih vezi alkenov in / ali alkinov. Prav tako se lahko silicij odlaga iz njega med proizvodnjo polprevodnikov.
- Tako kot SiH 4 se tudi germani uporabljajo za dodajanje atomov Ge kot filmi v polprevodnikih. Enako velja za stibin, ki dodaja Sb atome na silicijeve površine z elektrodepozicijo njegovih hlapov.
- Hidrazin se uporablja kot raketno gorivo in za pridobivanje plemenitih kovin.
- Amonijak je namenjen gnojilni in farmacevtski industriji. Je praktično reaktivni vir dušika, ki omogoča dodajanje atomov N nešteto spojin (aminacija).
- Arsine je veljal za kemično orožje med drugo svetovno vojno in je na svojem mestu pustil zloglasni plin fosgena, COCl 2 .
Reference
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. (Četrta izdaja). Mc Graw Hill.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija. (8. izd.). CENGAGE Učenje.
- Kemija. (2016, 30. aprila). Posebne spojine. Pridobljeno: websterquimica.blogspot.com
- Alonso Formula. (2018). H brez kovine. Pridobljeno: alonsoformula.com
- Wikipedija. (2019). Hidrid skupine 14. Pridobljeno: en.wikipedia.org
- Kemijski guru. (sf). Hidridi dušika. Pridobljeno: thechemistryguru.com