compuși speciali Acestea sunt toate cele alcătuite din hidrurile covalente ale carbonoizilor și nitrogenoizilor. Aceștia sunt compuși cu formula EH4, pentru carbonizi sau grupa 14 elemente, sau formula EH3 pentru nitrogenoizi sau elemente din grupa 15.
Motivul pentru care unii chimiști se referă la aceste hidruri drept compuși speciali nu este foarte clar; acest nume poate fi relativ, deși, ignorând că printre ele nu este și HDouăSau, unele sunt foarte instabile și rare, deci ar putea fi demne de un astfel de calificativ..
Două molecule de hidruri EH sunt prezentate în imaginea superioară.4 (stânga) și EH3 (dreapta) cu un model de sfere și bare. Rețineți că hidrurile EH4 sunt tetraedrice, în timp ce EH3 au geometrie piramidală trigonală, cu o pereche de electroni deasupra atomului central E.
Pe măsură ce se deplasează în jos grupurile 14 și 15, atomul central crește și molecula devine mai grea și mai instabilă; întrucât legăturile E-H sunt slăbite de slaba suprapunere a orbitalilor lor. Hidrurile mai grele sunt probabil adevărații compuși speciali, în timp ce CH4, de exemplu, este destul de abundentă în natură.
Indice articol
Prin împărțirea compușilor speciali în două grupuri definite de hidruri covalente, o scurtă descriere a caracteristicilor lor va fi dată separat..
După cum sa menționat la început, formulele dvs. sunt EH4 și constau din molecule tetraedrice. Cea mai simplă dintre aceste hidruri este CH4, care în mod ironic este clasificat și ca hidrocarbură. Cel mai important lucru la această moleculă este stabilitatea relativă a legăturilor sale C-H..
De asemenea, legăturile C-C sunt foarte puternice, provocând CH4 pot fi concatenate pentru a proveni din familia hidrocarburilor. În acest fel, apar lanțuri C-C de lungimi mari și cu multe legături C-H..
Nu același lucru cu omologii săi mai grei. SiH4, de exemplu, are legături Si-H foarte instabile, ceea ce face din acest gaz un compus mai reactiv decât hidrogenul însuși. În plus, concatenările lor nu sunt foarte eficiente sau stabile, originând lanțuri Si-Si de cel puțin zece atomi..
Printre astfel de produse de concatenare se numără hexahidridele, EDouăH6: CDouăH6 (etan), daDouăH6 (disilane), GeDouăH6 (digestiv) și SnDouăH6 (diestannan).
Celelalte hidruri: GeH4, SnH4 și PbH4 Sunt gaze și mai instabile și mai explozive, de care se profită de acțiunea lor de reducere. Al PbH4 este considerat un compus teoretic, deoarece este atât de reactiv încât nu a putut fi obținut în mod corespunzător.
Pe partea hidrurilor de azot sau a grupului 15, găsim moleculele trigonale de piramidă EH3. Acești compuși sunt, de asemenea, gazoși, instabili, incolori și toxici; dar mai versatil și util decât HD4.
De exemplu, NH3, cel mai simplu dintre ei este unul dintre cei mai produși industrial compuși chimici, iar mirosul său neplăcut îl caracterizează foarte bine. PH3 între timp, miroase a usturoi și pește, și a AsH3 miroase a ouă stricate.
Toate moleculele EH3 sunt de bază; dar NH3 este încoronat în această caracteristică, fiind cea mai puternică bază datorită electronegativității și densității electronice a azotului.
NH3 poate fi, de asemenea, concatenat, cum ar fi CH4, doar într-o măsură mult mai mică; hidrazină, NDouăH4 (HDouăN-NHDouă) și triazan, N3H5 (HDouăN-NH-NHDouă), sunt exemple de compuși cauzați de concatenarea azotului.
În mod similar, hidrurile PH3 și AsH3 sunt concatenate pentru a proveni PDouăH4 (HDouăP-PHDouă), si caDouăH4 (HDouăAs-AsHDouă), respectiv.
Pentru a numi acești compuși speciali, de cele mai multe ori sunt folosite două nomenclaturi: tradițională și IUPAC. Hidrurile EH vor fi descompuse mai jos4 si eh3 cu formulele și denumirile lor respective.
- CH4: metan.
- Da H4: silan.
- GeH4: Limba germana.
- SnH4: stannan.
- PbH4: plumbano.
- NH3: amoniac (tradițional), azano (IUPAC).
- PH3: fosfină, fosfan.
- Frasin3: arsine, arsano.
- SbH3: stibnit, stiban.
- BiH3: bismutin, bismutan.
Desigur, pot fi folosite și nomenclaturile sistematice și de stoc. În primul, numărul atomilor de hidrogen este specificat cu prefixele grecești di, tri, tetra etc. CH4 Ar urma să fie numit în conformitate cu această nomenclatură tetrahidrură de carbon. În timp ce conform nomenclaturii stocului, CH4 s-ar numi hidrură de carbon (IV).
Fiecare dintre acești compuși speciali prezintă metode multiple de preparare, fie la scară industrială, de laborator și chiar în procese biologice..
Metanul este format din diverse fenomene biologice în care presiunile și temperaturile ridicate fragmentează hidrocarburile cu mase moleculare superioare.
Se acumulează în buzunare uriașe de gaze în echilibru cu petrolul. De asemenea, adânc în Arctica rămâne înglobat în cristale de gheață numite clatrate..
Silanul este mai puțin abundent și una dintre numeroasele metode prin care este produs este reprezentată de următoarea ecuație chimică:
6HDouă(g) + 3SiODouă(g) + 4Al (s) → 3SiH4(g) + 2AlDouăSAU3(s)
În ceea ce privește GeH4, Este sintetizat la nivel de laborator în conformitate cu următoarele ecuații chimice:
N / ADouăGeo3 + NaBH4 + HDouăO → GeH4 + 2 NaOH + NaBODouă
Și SnH4 se formează atunci când reacționează cu KAlH4 într-un mediu tetrahidrofuran (THF).
Amoniac, ca CH4, se poate forma în natură, în special în spațiul cosmic sub formă de cristale. Procesul principal prin care se obține NH3 Este prin intermediul lui Haber-Bosch, reprezentat de următoarea ecuație chimică:
3 HDouă(g) + NDouă(g) → 2 NH3(g)
Procesul implică utilizarea temperaturilor și presiunilor ridicate, precum și a catalizatorilor pentru a promova formarea NH3.
Fosfina se formează atunci când fosforul alb este tratat cu hidroxid de potasiu:
3 KOH + P4 + 3 HDouăO → 3 KHDouăPODouă + PH3
Arsina se formează atunci când arsenidele sale metalice reacționează cu acizi sau când o sare de arsenic este tratată cu borohidrură de sodiu:
N / A3Ca + 3 HBr → AsH3 + 3 NaBr
4 AsCl3 + 3 NaBH4 → 4 AsH3 + 3 NaCI + 3 BCl3
Și bismutina când metilbismutina este disproporționată:
3 BiHDouăCH3 → 2 BiH3 + Bi (CH3)3
În cele din urmă, sunt menționate câteva dintre numeroasele utilizări ale acestor compuși speciali:
- Metanul este un combustibil fosil folosit ca gaz de gătit.
- Silanul este utilizat în sinteza organică a compușilor organosiliciați prin adăugarea la legăturile duble ale alchenelor și / sau alchinelor. De asemenea, siliciul poate fi depus din acesta în timpul fabricării semiconductoarelor..
- Ca SiH4, Germanul este, de asemenea, folosit pentru a adăuga atomi de Ge ca filme în semiconductori. Același lucru se aplică stibnitei, adăugând atomi de Sb pe suprafețele de siliciu prin electrodepunerea vaporilor săi..
- Hidrazina a fost utilizată ca combustibil pentru rachete și pentru a extrage metale prețioase.
- Amoniacul este destinat industriei de îngrășăminte și farmaceutice. Este practic o sursă reactivă de azot, permițând adăugarea de atomi de N la o infinitate de compuși (aminare).
- Arsine a fost considerat o armă chimică în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, lăsând la fața locului infamul gaz fosgen, COCl.Două.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.