- Egenskaber ved specielle forbindelser
- Carbonoids
- Nitrogenoids
- nomenklatur
- Uddannelse
- Carbonoids
- Nitrogenoids
- Applikationer
- Referencer
De specielle forbindelser er alle dem, der består af de kovalente hydrider i carbonoiderne og nitrogenoiderne. Disse er forbindelser med formlen EH 4, for carbonids eller gruppe 14 elementer, eller formlen EH 3 for nitrogenoids eller gruppe 15 elementer.
Årsagen til, at nogle kemikere omtaler disse hydrider som specielle forbindelser, er ikke særlig klar; Dette navn kan være relativ, selvom, ignorerer det faktum, at H 2 O ikke findes blandt dem, nogle er meget ustabil og sjældne, så de kunne være værdig til sådan en kvalifikationskamp.
Carboid og nitrogenhydrider. Kilde: Gabriel Bolívar.
To hydridmolekyler EH 4 (venstre) og EH 3 (højre) er vist i det øverste billede med en kugle- og stavemodel. Bemærk, at EH 4 hydrider er tetraedrisk, mens EH 3 Har trigonal pyramidegeometrien, med et par elektroner over den centrale E atom.
Når du går ned ad gruppe 14 og 15, vokser det centrale atom, og molekylet bliver tungere og mere ustabilt; da EH-obligationerne er svækket af den dårlige overlapning af deres orbitaler. De tungere hydrider er måske den sande særlige forbindelser, mens CH 4, for eksempel, er ganske rigeligt i naturen.
Egenskaber ved specielle forbindelser
Ved at opdele de specielle forbindelser i to definerede grupper af kovalente hydrider vil en kort beskrivelse af deres egenskaber blive givet separat.
Carbonoids
Som nævnt i begyndelsen, deres formler er EH 4 og består af tetraedriske molekyler. Den enkleste af disse hydrider er CH 4, som ironisk nok også klassificeret som et carbonhydrid. Den vigtigste ting ved dette molekyle er den relative stabilitet af dens CH-bindinger.
CC-obligationer er også meget stærke, hvilket får CH4 til at blive sammenkoblet til dannelse af carbonhydridfamilien. På denne måde opstår CC-kæder af stor længde og med mange CH-obligationer.
Ikke det samme med dens tungere modstykker. SiH 4, for eksempel, har meget ustabile SiH obligationer, hvilket gør denne gas en mere reaktiv forbindelse end selve hydrogen. Derudover er deres sammenkædninger ikke særlig effektive eller stabile og stammer fra Si-Si-kæder med højst ti atomer.
Blandt sådanne sammenkædningskontakter produkter er de hexahydrides, E 2 H 6: C 2 H 6 (ethan), Si 2 H 6 (disilan), Ge 2 H 6 (digestman), og Sn 2 H 6 (diestannan).
De andre hydrider: GeH 4, SnH 4 og PbH 4 er endnu mere ustabile og eksplosive gasser, hvoraf deres reducerende virkning drages fordel af. PBH 4 betragtes som en teoretisk forbindelse, da det er så reaktivt, at det ikke kunne opnås korrekt.
Nitrogenoids
På siden af nitrogenhydrider eller gruppe 15 finder vi de trigonale pyramidemolekyler EH 3. Disse forbindelser er også gasformige, ustabile, farveløse og toksiske; men mere alsidig og nyttig end EH 4.
For eksempel NH 3, den enkleste af dem, er en af de mest industrielt fremstillede kemiske forbindelser, og dets ubehagelige lugt karakteriserer det meget godt. PH 3 på sin side lugter som hvidløg og fisk, og AsH 3 lugter som rådne æg.
Alle EH 3- molekyler er basale; men NH 3 er kronet i denne egenskab, er den stærkeste basen på grund af den højere elektronegativitet og elektrondensitet af nitrogen.
NH 3 kan også sammenkædes, som kan CH 4, kun i meget mindre grad; hydrazin, N 2 H 4 (H 2 N-NH 2), og triazane, N 3 H 5 (H 2 N-NH-NH 2), er eksempler på forbindelser forårsaget af sammenkædningen af nitrogen.
Tilsvarende hydriderne PH 3 og aske 3 til at sammenkæde give anledning til P 2 H 4 (H 2 P-PH 2), og som 2 H 4 (H 2 As-ASH 2) hhv.
nomenklatur
For at nævne disse specielle forbindelser bruges to nomenklaturer det meste af tiden: den traditionelle og IUPAC. Nedenfor hydrider EH 4 og EH 3 vil blive brudt ned med deres respektive formler og navne.
- CH 4: methan.
- SiH 4: silan.
- GeH 4: tysk.
- SnH 4: stannane.
- PbH 4: plumban.
- NH 3: ammoniak (traditionel), azano (IUPAC).
- PH 3: phosphin, phosphan.
- AsH 3: arsine, arsan.
- SbH 3: stibnite, stiban.
- BiH 3: bismutin, bismutan.
Naturligvis kan de systematiske og lagernomenklaturer også anvendes. Den første specificerer antallet af hydrogenatomer med de græske præfikser di, tri, tetra osv. CH 4 ville komme til at blive kaldt ifølge denne nomenklatur carbon tetrahydride. Mens ifølge bestanden nomenklatur, CH 4 ville blive kaldt carbon (IV) hydrid.
Uddannelse
Hver af disse specielle forbindelser præsenterer flere fremstillingsmetoder, hvad enten det er på industriel skala, laboratorium og endda i biologiske processer.
Carbonoids
Metan dannes af forskellige biologiske fænomener, hvor høje tryk og temperaturer fragmenterer carbonhydrider med højere molekylmasse.
Det ophobes i store lommer af gasser i ligevægt med olie. Også dybt i Arktis forbliver det indkapslet i iskrystaller kaldet clathrates.
Silane er mindre rigeligt, og en af de mange metoder, hvorpå det produceres, repræsenteres af følgende kemiske ligning:
6H 2 (g) + 3SiO 2 (g) + 4AI (s) → 3SiH 4 (g) + 2AL 2 O 3 (s)
Med hensyn til GeH 4 syntetiseres det på laboratorieniveau i henhold til følgende kemiske ligninger:
Na 2 Geo 3 + NaBH 4 + H 2 O → GEH 4 + 2 NaOH + NaBo 2
Og SnH 4 dannes, når det reagerer med KAlH 4 i et tetrahydrofuran (THF) medium.
Nitrogenoids
Ammoniak, ligesom CH 4, kan dannes i naturen, især i det ydre rum i form af krystaller. Den vigtigste proces, hvorved NH 3 er opnået er gennem Haber-Bosch-processen, repræsenteret ved følgende reaktionsskema:
3 H 2 (g) + N 2 (g) → 2 NH 3 (g)
Fremgangsmåden involverer anvendelse af høje temperaturer og tryk, samt katalysatorer til at fremme dannelsen af NH 3.
Phosphin dannes, når hvidt fosfor behandles med kaliumhydroxid:
3 KOH + P 4 + 3 H 2 O → 3 KH 2 PO 2 + PH 3
Arsin dannes, når dens metalarsenider reagerer med syrer, eller når et arsenisk salt behandles med natriumborhydrid:
Na 3 As + 3 HBr → AsH 3 + 3 NaBr
4 Ascl 3 + 3 NaBH 4 → 4 ASH 3 + 3 NaCl + 3 BCI 3
Og bismuthin, når methylbismuthin er uforholdsmæssigt:
3 BiH 2 CH 3 → 2 BiH 3 + Bi (CH 3) 3
Applikationer
Endelig nævnes nogle af de mange anvendelser af disse specielle forbindelser:
- Metan er et fossilt brændstof, der bruges som madgas.
- Silan bruges i organisk syntese af organosiliciumforbindelser ved at tilføje dobbeltbindingerne af alkener og / eller alkyner. Silicium kan også afsættes fra det under fremstilling af halvleder.
- Som SiH 4 bruges germansk også til at tilføje Ge-atomer som film i halvledere. Det samme gælder stibin, hvorved Sb-atomer tilføjes på siliciumoverflader ved elektroaflejring af dens dampe.
- Hydrazin er blevet brugt som raketbrændstof og til at udvinde ædelmetaller.
- Ammoniak er bestemt til gødning og farmaceutisk industri. Det er praktisk taget en reaktiv kilde til nitrogen, hvilket tillader tilsætning af N-atomer til utallige forbindelser (amination).
- Arsine blev betragtet som et kemisk våben under 2. verdenskrig, hvilket efterlod den berygtede fosgengas, COCl 2, på sin plads.
Referencer
- Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. (Fjerde udgave). Mc Graw Hill.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8. udgave). CENGAGE Læring.
- Kemi. (2016, 30. april). Specielle forbindelser. Gendannes fra: websterquimica.blogspot.com
- Alonso Formel. (2018). H uden metal. Gendannes fra: alonsoformula.com
- Wikipedia. (2019). Gruppe 14-hydrid. Gendannet fra: en.wikipedia.org
- Kemi-guruen. (Sf). Hydrider af nitrogen. Gendannes fra: thechemistryguru.com