Vlastnosti speciálních sloučenin, tvorba, použití

1699
David Holt

The speciální sloučeniny Jsou to všechny ty, které se skládají z kovalentních hydridů karbonoidů a nitrogenoidů. Jedná se o sloučeniny vzorce EH4, pro karbidy nebo prvky skupiny 14 nebo vzorec EH3 pro nitrogenoidy nebo prvky skupiny 15.

Důvod, proč někteří chemici označují tyto hydridy jako speciální sloučeniny, není příliš jasný; toto jméno může být relativní, i když ignorujeme, že mezi nimi není HdvaNebo jsou některé velmi nestabilní a vzácné, takže by mohly být hodny takové kvalifikace..

Carboid a nitrogenoid hydridy. Zdroj: Gabriel Bolívar.

Na horním obrázku jsou zobrazeny dvě molekuly EH hydridů.4 (vlevo) a EH3 (vpravo) s modelem koulí a tyčí. Všimněte si, že hydridy EH4 jsou čtyřboká, zatímco EH3 mají geometrii trigonální pyramidy s dvojicí elektronů nad centrálním atomem E..

Jak člověk postupuje dolů po skupinách 14 a 15, centrální atom se zvětšuje a molekula se stává těžší a nestabilnější; protože vazby EH jsou oslabeny špatným překrytím jejich orbitalů. Těžší hydridy jsou možná skutečné speciální sloučeniny, zatímco CH4, například je v přírodě poměrně hojný.

Rejstřík článků

  • 1 Vlastnosti speciálních sloučenin
    • 1.1 Carbonoids
    • 1.2 Nitrogenoidy
  • 2 Názvosloví
  • 3 Školení
    • 3.1 Uhlíky
    • 3.2 Nitrogenoidy
  • 4 použití
  • 5 Reference

Vlastnosti speciálních sloučenin

Rozdělením speciálních sloučenin do dvou definovaných skupin kovalentních hydridů bude uveden stručný popis jejich charakteristik zvlášť..

Uhlíky

Jak bylo uvedeno na začátku, vaše vzorce jsou EH4 a sestávají z čtyřbokých molekul. Nejjednodušší z těchto hydridů je CH4, což je ironicky také klasifikováno jako uhlovodík. Nejdůležitější věcí na této molekule je relativní stabilita jejích C-H vazeb..

Také vazby C-C jsou velmi silné a způsobují CH4 mohou být zřetězeny za vzniku rodiny uhlovodíků. Tímto způsobem vznikají C-C řetězce velkých délek as mnoha C-H vazbami..

To samé není u jeho těžších protějšků. SiH4, například má velmi nestabilní vazby Si-H, což činí tento plyn reaktivnější sloučeninou než samotný vodík. Kromě toho jejich zřetězení nejsou příliš účinná nebo stabilní a jejich původem jsou řetězce Si-Si s maximálně deseti atomy..

Mezi takové produkty zřetězení patří hexahydridy, E.dvaH6: CdvaH6 (ethan), anodvaH6 (disilan), GedvaH6 (zažívací) a SndvaH6 (diestannan).

Ostatní hydridy: GeH4, SnH4 a PbH4 Jsou to ještě nestabilnější a výbušnější plyny, z čehož se těží jejich redukční účinek. Al PbH4 považuje se za teoretickou sloučeninu, protože je tak reaktivní, že ji nebylo možné správně získat.

Nitrogenoidy

Na straně hydridů dusíku nebo skupiny 15 najdeme trigonální pyramidové molekuly EH3. Tyto sloučeniny jsou také plynné, nestabilní, bezbarvé a toxické; ale všestrannější a užitečnější než HD4.

Například NH3, nejjednodušší z nich je jedna z průmyslově vyráběných chemických sloučenin a její nepříjemný zápach ji velmi dobře charakterizuje. PH3 mezitím to voní po česneku a rybách a po AsH3 voní jako shnilá vejce.

Všechny molekuly EH3 jsou základní; ale NH3 je v této charakteristice korunován a je nejsilnější bází díky vyšší elektronegativitě a elektronové hustotě dusíku.

NH3 lze také zřetězit, jako CH4, jen v mnohem menší míře; hydrazin, NdvaH4 (HdvaN-NHdva) a triazan, N3H5 (HdvaN-NH-NHdva), jsou příklady sloučenin způsobených zřetězením dusíku.

Podobně hydridy PH3 a AsH3 jsou zřetězeny, aby vznikly PdvaH4 (HdvaP-PHdva), a jakodvaH4 (HdvaAs-AsHdva), v uvedeném pořadí.

Nomenklatura

K pojmenování těchto speciálních sloučenin se většinou používají dvě nomenklatury: tradiční a IUPAC. EH hydridy budou rozděleny níže4 a eh3 s příslušnými vzorci a názvy.

- CH4: metan.

- Ano, H4: silane.

- GeH4: Němčina.

- SnH4: stannan.

- PbH4: plumbano.

- NH3: amoniak (tradiční), azano (IUPAC).

- PH3: fosfin, fosfan.

- Popel3: arsine, arsano.

- SbH3: stibnite, stiban.

- BiH3: bismutin, bismutan.

Lze samozřejmě použít i systematické a akciové názvosloví. V první je počet atomů vodíku specifikován řeckými předponami di, tri, tetra atd. CH4 Začalo by se nazývat podle této nomenklatury tetrahydrid uhličitý. Zatímco podle akciové nomenklatury je CH4 by se nazýval hydrid uhlíku (IV).

Výcvik

Každá z těchto speciálních sloučenin představuje několik způsobů přípravy, ať už v průmyslovém měřítku, v laboratoři nebo dokonce v biologických procesech..

Uhlíky

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 ropou. Také hluboko v Arktidě zůstává uzavřený v ledových krystalech zvaných klatráty..

Silane je méně hojný a jednu z mnoha metod, kterými se vyrábí, představuje následující chemická rovnice:

6Hdva(g) + 3SiOdva(g) + 4Al (s) → 3SiH4(g) + 2 AldvaNEBO3(s)

Pokud jde o GeH4, Je syntetizován na laboratorní úrovni podle následujících chemických rovnic:

NadvaGeo3 + NaBH4 + HdvaO → GeH4 + 2 NaOH + NaBOdva

A SnH4 se tvoří, když reaguje s KAlH4 v tetrahydrofuranovém (THF) médiu.

Nitrogenoidy

Amoniak, jako CH4, může se tvořit v přírodě, zejména ve vesmíru, ve formě krystalů. Hlavní proces, kterým se získává NH3 Je to pomocí Haber-Bosch, představovaného následující chemickou rovnicí:

3 Hdva(g) + Ndva(g) → 2 NH3(G)

Tento proces zahrnuje použití vysokých teplot a tlaků, jakož i katalyzátorů na podporu tvorby NH3.

Fosfin vzniká při zpracování bílého fosforu hydroxidem draselným:

3 KOH + P4 + 3 HdvaO → 3 KHdvaPOdva + PH3

Arsin vzniká, když jeho kovové arzenidy reagují s kyselinami, nebo když je sůl arsenu zpracována borohydridem sodným:

Na3As + 3 HBr → AsH3 + 3 NaBr

4 AsCl3 + 3 NaBH4 → 4 AsH3 + 3 NaCl + 3 BCl3

A bismuthin, když je methylbismuthin nepřiměřený:

3 BiHdvaCH3 → 2 BiH3 + Bi (CH3)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 organokřemičitých sloučenin přidáním k dvojným vazbám alkenů a / nebo alkynů. Podobně z něj může být ukládán křemík při výrobě polovodičů..

- Jako SiH4, Germánský jazyk se také používá k přidání atomů Ge jako filmů v polovodičích. Totéž platí pro stibnite, který přidává atomy Sb na křemíkové povrchy elektrolytickým ukládáním jeho par..

- Hydrazin se používá jako palivo pro rakety a pro těžbu drahých kovů.

- Amoniak je určen pro hnojiva a farmaceutický průmysl. Je to prakticky reaktivní zdroj dusíku, který umožňuje přidání N atomů do nekonečna sloučenin (aminace).

- Arsine byl během druhé světové války považován za chemickou zbraň a nechal na svém místě nechvalně známý fosgenový plyn, COCl.dva.

Reference

  1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chemie. (Čtvrté vydání). Mc Graw Hill.
  2. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chemie. (8. vydání). Učení CENGAGE.
  3. Chemie. (2016, 30. dubna). Speciální sloučeniny. Obnoveno z: websterquimica.blogspot.com
  4. Alonso vzorec. (2018). H bez kovu. Obnoveno z: alonsoformula.com
  5. Wikipedia. (2019). Skupina 14 hydrid. Obnoveno z: en.wikipedia.org
  6. Chemický guru. (s.f.). Hydridy dusíku. Obnoveno z: thechemistryguru.com

Zatím žádné komentáře