- A speciális vegyületek jellemzői
- Carbonoids
- Nitrogenoids
- Elnevezéstan
- Kiképzés
- Carbonoids
- Nitrogenoids
- Alkalmazások
- Irodalom
A speciális vegyületek mindazok, amelyek a karbonidok és a nitrogénatomok kovalens hidrideiből állnak. Ezek a vegyületek a általános képletű EH 4, a carbonids vagy 14. csoportba tartozó elemek, vagy a képlet EH 3 a nitrogenoids vagy csoport 15 elemeket.
Nem igazán világos, hogy egyes vegyészek miért említik ezeket a hidrideket speciális vegyületekként; Ez a név relatív lehet, bár, figyelmen kívül hagyva azt a tényt, hogy H 2 O nem található köztük, néhányuk nagyon instabil és ritka, tehát érdemes lehet egy ilyen minősítőre.
Szén- és nitrogén-hidridek. Forrás: Gabriel Bolívar.
Két felső hidrogén molekulát (EH 4 (bal) és EH 3 (jobb)) a felső képen gömbök és rudak modellel mutatunk be. Megjegyezzük, hogy EH 4 -hidridek is tetraéderes, míg EH 3 Saját trigonális piramis geometriát, egy pár elektronok felett a központi E atom.
Ahogy a 14. és 15. csoportot lefelé haladja, a központi atom növekszik, és a molekula nehezebbé és instabilává válik; mivel az EH-kötéseket gyengíti az orbitális szakaszuk rossz átfedése. A nehezebb hidridek valószínűleg az igazi speciális vegyületek, míg a CH 4 például meglehetősen bőséges természetű.
A speciális vegyületek jellemzői
Ha a speciális vegyületeket két meghatározott kovalens hidridcsoportra osztjuk, külön-külön ismertetjük azok jellemzőit.
Carbonoids
Mint említettük az elején, a képletek EH 4 és áll tetraéderes molekulák. A legegyszerűbb ilyen hidridek jelentése CH 4, amely ironikusan is lehet osztályozni, például egy szénhidrogénnel,. A legfontosabb dolog ebben a molekulában a CH-kötései relatív stabilitása.
Továbbá, a CC kötések nagyon erős, ami CH 4 kell öszekapcsolódik a család szénhidrogének. Ilyen módon nagy hosszúságú és sok CH-kötésű CC lánc keletkezik.
Nem ugyanaz a nehezebb társaikkal. Például a SiH 4 nagyon instabil Si-H kötésekkel rendelkezik, ami e gázt reakcióképes vegyületté teszi, mint maga a hidrogén. Ezen túlmenően, összekapcsolódásuk nem túl hatékony vagy stabil, legfeljebb tíz atomból álló Si-Si láncok származnak.
Ezek között összefűzése termékek a hexahydrides, E 2 H 6: C 2 H 6 (etán), Si 2 H 6 (diszilánt), Ge 2 H 6 (digestman), és Sn 2 H 6 (diestannan).
A más hidridekkel: GEH 4, SNH 4 és pBH 4 még inkább instabil és robbanásveszélyes gázok, amelyek a redukáló hatása van kihasználják. PBH 4 tekinthető elméleti vegyületet, mert olyan reakcióképes, hogy nem szerezhető megfelelően.
Nitrogenoids
A nitrogénhidrid vagy a 15. csoport oldalán találjuk az EH 3 trigonális piramis molekulákat. Ezek a vegyületek szintén gáznemű, instabil, színtelen és mérgezőek; de sokoldalúbb és hasznosabb, mint az EH 4.
Például az NH 3, ezek közül a legegyszerűbb, az egyik leg iparilag előállított kémiai vegyület, és kellemetlen szaga nagyon jól jellemzi. A PH 3 viszont fokhagyma és hal illata, az AsH 3 pedig rothadt tojás szaga.
Az összes EH 3 molekula bázikus; de az NH 3 ebben a tulajdonságban van koronázva, mivel a legerősebb bázis a nagyobb elektronegativitás és a nitrogén elektronsűrűsége miatt.
NH 3 is lehet, összefűzött, amint CH 4, csak sokkal kisebb mértékben; hidrazin, N 2 H 4 (H 2 N-NH 2), és a triazane, N 3 H 5 (H 2 N-NH-NH 2), például olyan vegyületek, által okozott összefűzése nitrogén.
Hasonlóképpen, a hidridek PH 3 és hamu 3 összefűzve eredményeznek P 2 H 4 (H 2 P-PH 2), és a Mivel 2 H 4 (H 2 As-ASH 2), ill.
Elnevezéstan
Ezeknek a speciális vegyületeknek a megnevezésére legtöbbször két nómenklatúrát használnak: a hagyományos és az IUPAC. Az EH 4 és EH 3 hidridek alatt a megfelelő képlettel és névvel bontjuk őket.
- CH 4: metán.
- SiH 4: szilán.
- GeH 4: német.
- SnH 4: sztannán.
- PBH 4: plumban.
- NH 3: ammónia (hagyományos), azano (IUPAC).
- PH 3: foszfin, foszfán.
- AsH 3: arzin, arzán.
- SbH 3: stibnit, stiban.
- BiH 3: bismutin, bismután.
Természetesen a szisztematikus és a tőzsdei nómenklatúrák is használhatók. Az első meghatározza a hidrogénatomok számát a di, tri, tetra stb. Görög előtagokkal. A CH 4 lenne jött, hogy hívják Ezen nómenklatúra szerint a szén tetrahydride. Míg szerinti készlet nómenklatúra, CH 4 neveznénk szén (IV)-hidrid.
Kiképzés
Ezen speciális vegyületek mindegyike többféle előállítási módszert mutat be, akár ipari méretekben, laboratóriumi vagy akár biológiai folyamatokban is.
Carbonoids
A metánt különféle biológiai jelenségek képezik, amelyekben a magas nyomás és hőmérséklet nagyobb molekulatömegű szénhidrogéneket szétbont.
Hatalmas gázzsákokban halmozódik fel az egyensúlyban az olajjal. Ezenkívül az Északi-sarkvidék mélyén a klakrátoknak nevezett jégkristályok is be vannak burkolva.
A szilán kevésbé bőséges, és a számos előállítási módszer közül az egyiket a következő kémiai egyenlet reprezentálja:
6H 2 (g) + 3SiO 2 (g) + 4Al (ek) → 3SiH 4 (g) + 2AL 2 O 3 (s)
A GeH 4-et laboratóriumi szinten szintetizálják a következő kémiai egyenletek szerint:
Na 2 GeO 3 + NaBH 4 + H 2 O → GEH 4 + 2 NaOH + Nabo 2
És SNH 4 képződik, amikor ez reagál KAlH 4 egy tetrahidrofurán (THF) közegben.
Nitrogenoids
Ammónia, mint a CH 4, képezhetnek a természetben, különösen a külső térben a kristályok formájában. A fő folyamat, amelynek NH 3 van kapunk keresztül a Haber-Bosch eljárás, amely az alábbi kémiai egyenlet:
3 H 2 (g) + N 2 (g) → 2 NH 3 (g)
Az eljárás magában foglalja a magas hőmérsékleteket és nyomásokat, valamint katalizátorokat az NH 3 képződésének elősegítésére.
Foszfin képződik, amikor a fehér foszfort kálium-hidroxiddal kezelik:
3 KOH + P 4 + 3 H 2 O → 3 KH 2 PO 2 + PH 3
Arsin képződik, amikor fém-arzenidjei savval reagálnak, vagy ha az arzén-sót nátrium-bór-hidriddel kezelik:
Na 3 As + 3 HBr → AsH 3 + 3 NaBr
4 Ascl 3 + 3 NaBH 4 → 4 Ash 3 + 3 NaCl + 3 BCI 3
És a bismutin, ha a metilbismutin aránytalan:
3 BiH 2 CH 3 → 2 BiH 3 + Bi (CH 3) 3
Alkalmazások
Végül említjük a speciális vegyületek sok felhasználásának néhányat:
- A metán főzőgázként használt fosszilis tüzelőanyag.
- A szilánt az organoszilíciumvegyületek szerves szintézisében használják az alkének és / vagy alkinek kettős kötéseinek hozzáadásával. Ezenkívül szilícium is lerakódhat belőle a félvezető gyártása során.
- A SiH 4-hez hasonlóan a germánul is használják Ge-atomok hozzáadását félvezetők filmjeként. Ugyanez vonatkozik a stibiinre, amikor Sb-atomokat ad a szilícium felületekre gőzök elektrodepozíciója révén.
- A hidrazint rakétaüzemanyagként és nemesfémek kinyerésére használták.
- Az ammónia célja a műtrágya- és gyógyszeripar. Gyakorlatilag reaktív nitrogénforrás, amely számtalan vegyülethez N atomokat ad hozzá (aminálás).
- Arsine tartották vegyi fegyver a második világháború idején, így a hírhedt foszgén gáz, COCl 2, a helyén.
Irodalom
- Shiver és Atkins. (2008). Szervetlen kémia. (Negyedik kiadás). Mc Graw Hill.
- Whitten, Davis, Peck és Stanley. (2008). Kémia. (8. kiadás). CENGAGE Tanulás.
- Kémia. (2016, április 30.). Különleges vegyületek. Helyreállítva: websterquimica.blogspot.com
- Alonso Formula. (2018). H fém nélkül. Helyreállítva: alonsoformula.com
- Wikipedia. (2019). 14. csoport hidrid. Helyreállítva: en.wikipedia.org
- A kémia guru. (Sf). Nitrogénhidrid. Helyreállítva: thechemistryguru.com