- Характеристики на специални съединения
- Carbonoids
- Nitrogenoids
- номенклатура
- обучение
- Carbonoids
- Nitrogenoids
- Приложения
- Препратки
В специални съединения са тези, съставена от ковалентни хидриди на carbonoids и nitrogenoids. Това са съединения с формула EH 4, за carbonids или група елементи 14, или на формула EH 3 за nitrogenoids или група 15 елементи.
Причината, поради която някои химици наричат тези хидриди като специални съединения, не е много ясна; Това име може да е относително, въпреки че, пренебрегвайки факта, че H 2 O не се среща сред тях, някои са много нестабилни и редки, така че биха могли да бъдат достойни за такъв квалификатор.
Карбоидни и азотни хидриди. Източник: Габриел Боливар.
Две хидридни молекули EH 4 (вляво) и EH 3 (вдясно) са показани на горното изображение с модел на сфери и пръти. Обърнете внимание, че EH 4 хидридите са тетраедрични, докато EH 3 имат тригонална пирамидална геометрия, с двойка електрони над централния Е атом.
Слизане на групи 14 и 15, централният атом расте и молекулата става по-тежка и нестабилна; тъй като връзките на EH са отслабени от лошото припокриване на техните орбитали. По-тежките хидриди са може би истинските специални съединения, докато CH 4, например, е много широко разпространен в природата.
Характеристики на специални съединения
Чрез разделянето на специалните съединения на две дефинирани групи ковалентни хидриди, кратко описание на техните характеристики ще бъде дадено отделно.
Carbonoids
Както бе споменато в началото, техните формули са EH 4 и се състоят от тетраедрични молекули. Най-простият от тези хидриди е СН 4, който се иронично също класифицира като въглеводород. Най-важното за тази молекула е относителната стабилност на нейните СН връзки.
Също така, СС връзките са много силни, което води до свързване на СН 4, за да образува семейството на въглеводороди. По този начин възникват CC вериги с голяма дължина и с много СН връзки.
Не е същото със своите по-тежки колеги. SiH 4, например, има много нестабилни SiH връзки, което прави този газ по-реактивен съединение от себе си водород. Освен това, техните съединения не са много ефикасни или стабилни, произвеждайки Si-Si вериги от само десет атома.
Сред тези конкатенация продукти са hexahydrides, Е 2 H 6: С 2 Н 6 (етан), Si 2 Н 6 (disilane), Ge 2 Н 6 (digestman) и Sn 2 Н 6 (diestannan).
Другите хидриди: Geh 4, SNH 4 и PBH 4 са дори по-нестабилни и взривоопасни газове, от които се вземат тяхното намаляване действие предимство на. PbH 4 се счита за теоретично съединение, тъй като е толкова реактивен, че не може да бъде получен правилно.
Nitrogenoids
От страната на азотните хидриди или група 15 откриваме триъгълните пирамидни молекули EH 3. Тези съединения са също газообразни, нестабилни, безцветни и токсични; но по-универсален и полезен от EH 4.
Например, NH 3, най-простият от тях, е едно от най-индустриално произведените химически съединения и неговата неприятна миризма го характеризира много добре. PH 3 от своя страна мирише на чесън и риба, а AsH 3 мирише на гнили яйца.
Всички молекули на EH 3 са основни; но NH 3 е увенчана в тази характеристика, е най-силната база поради по-високата Електроотрицателност и електронна плътност от азот.
NH 3 могат също да бъдат съединявани, както може CH 4, само в много малка степен; хидразин, N 2 Н 4 (Н 2 N-NH 2), и triazane, N 3 Н 5 (H 2 N-NH-NH 2), са примери на съединения, причинени от конкатенацията на азот.
По същия начин, хидриди PH 3 и пепел 3 са съединявани да доведе до Р 2 Н 4 (Н 2 P-PH 2), както и 2 H 4 (Н 2 Както пепел 2), съответно.
номенклатура
За да се назоват тези специални съединения, през повечето време се използват две номенклатури: традиционната и IUPAC. По-долу хидридите EH 4 и EH 3 ще бъдат разбити със съответните формули и имена.
- СН 4: метан.
- SiH 4: силан.
- GeH 4: немски език.
- SnH 4: stanane.
- PbH 4: плътен.
- NH 3: амоняк (традиционен), азано (IUPAC).
- PH 3: фосфин, фосфан.
- AsH 3: арзин, арсан.
- SbH 3: stibnite, stiban.
- БиХ 3: бисмутин, бисмутан.
Разбира се, могат да се използват и системните номенклатури на акции. Първият указва броя на водородните атоми с гръцките префикси di, tri, tetra и т.н. В СН 4 ще дойде да се нарича съгласно тази номенклатура въглероден тетрахидрид. Докато според номенклатурата на запасите, СН 4 ще се нарече въглероден (IV) хидрид.
обучение
Всяко от тези специални съединения представя множество методи за приготвяне, независимо дали в промишлени мащаби, лабораторни и дори в биологични процеси.
Carbonoids
Метанът се образува от различни биологични явления, при които високо налягане и температури фрагментират въглеводороди с по-високи молекулни маси.
Натрупва се в огромни джобове от газове в равновесие с нефт. Също така дълбоко в Арктика той остава затворен в ледени кристали, наречени клатрати.
Силанът е по-малко изобилен и един от многото методи, чрез които се получава, е представен със следното химично уравнение:
6Н 2 (г) + 3SiO 2 (г) + 4Al (и) → 3SiH 4 (г) + 2AL 2 O 3 (S)
По отношение на GeH 4, той се синтезира на лабораторно ниво съгласно следните химични уравнения:
Na 2 GEO 3 + NaBH 4 + H 2 O → Geh 4 + 2 NaOH + NaBO 2
И SNH 4 се образува, когато той реагира с KAlH 4 в тетрахидрофуран (THF) среда.
Nitrogenoids
Амонякът, подобно на CH 4, може да се образува в природата, особено в космическото пространство под формата на кристали. Основният процес, чрез който се получава NH 3, е чрез процеса Хабер-Бош, представен от следното химично уравнение:
3 Н 2 (г) + N 2 (г) → 2 NH 3 (г)
Методът включва използването на високи температури и налягания, както и катализатори за насърчаване на образуването на NH 3.
Фосфинът се образува, когато белият фосфор се обработва с калиев хидроксид:
3 KOH + P 4 + 3 H 2 O → 3 KH 2 PO 2 + PH 3
Арсинът се образува, когато неговите метални арсениди реагират с киселини или когато арсенова сол се третира с натриев борохидрид:
Na 3 As + 3 HBr → AsH 3 + 3 NaBr
4 AsCl 3 + 3 NaBH 4 → 4 AsH 3 + 3 NaCl + 3 BCl 3
И бисмутин, когато метилбисмутинът е непропорционален:
3 БиХ 2 СН 3 → 2 БиХ 3 + Би (СН 3) 3
Приложения
Накрая се споменават някои от многото приложения на тези специални съединения:
- Метанът е изкопаемо гориво, използвано като готварски газ.
- Силан се използва в органичния синтез на органосиликонови съединения чрез добавяне към двойните връзки на алкени и / или алкини. Също така, силиций може да се отлага от него по време на производството на полупроводници.
- Подобно на SiH 4, германецът се използва и за добавяне на Ge атоми като филми в полупроводници. Същото се отнася и за стибин, добавяйки Sb атоми върху силициеви повърхности чрез електроосаждане на неговите пари.
- Хидразинът се използва като ракетно гориво и за извличане на благородни метали.
- Амонякът е предназначен за торовата и фармацевтичната индустрия. Той е практически реактивен източник на азот, което позволява добавянето на N атоми към безброй съединения (аминиране).
- Арсин се смяташе за химическо оръжие по време на Втората световна война, оставяйки скандалния фосгенов газ COCl 2 на мястото си.
Препратки
- Шивър и Аткинс. (2008 г.). Неорганична химия. (Четвърто издание). Mc Graw Hill.
- Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия. (8-мо изд.). CENGAGE Обучение.
- Химия. (2016 г., 30 април). Специални съединения. Възстановени от: websterquimica.blogspot.com
- Формула на Алонсо. (2018). H без метал. Възстановена от: alonsoformula.com
- Wikipedia. (2019). Хидрид от група 14. Възстановено от: en.wikipedia.org
- Гуруто по химия. (SF). Хидриди на азот. Възстановени от: thechemistryguru.com