- Kjennetegn på spesielle forbindelser
- Carbonoids
- Nitrogenoids
- nomenklatur
- Opplæring
- Carbonoids
- Nitrogenoids
- applikasjoner
- referanser
De spesielle forbindelser er alle de som består av kovalente hydrider av carbonoids og nitrogenoids. Dette er forbindelser med formelen EH 4 , for carbonids eller elementer i gruppe 14, eller formelen EH 3 for nitrogenoids eller gruppe 15 elementer.
Årsaken til at noen kjemikere omtaler disse hydridene som spesielle forbindelser, er ikke veldig tydelig; Dette navnet kan være relativ, selv ignorerer det faktum at H 2 O ikke blir funnet blant dem , noen er svært ustabil og sjeldne, slik at de kunne være verdig en slik kvalifiseringskamp.
Karboid og nitrogenhydrider. Kilde: Gabriel Bolívar.
To hydridmolekyler EH 4 (venstre) og EH 3 (høyre) er vist i det øvre bildet med en kule- og stavemodell. Legg merke til at EH 4 hydrider er tetraedrisk, mens EH 3 Ha trigonal pyramide geometri, med et par av elektroner over det sentrale E atom.
Når du går nedover gruppene 14 og 15, vokser det sentrale atomet og molekylet blir tyngre og mer ustabilt; siden EH-obligasjonene er svekket av den dårlige overlappingen av deres baner. De tyngre hydrider er kanskje de sanne spesielle forbindelser, mens CH 4 , for eksempel, er ganske rikelig i naturen.
Kjennetegn på spesielle forbindelser
Ved å dele de spesielle forbindelsene i to definerte grupper av kovalente hydrider, vil en kort beskrivelse av deres egenskaper bli gitt separat.
Carbonoids
Som nevnt i begynnelsen, deres formler er EH 4 og består av tetraedriske molekyler. Den enkleste av disse hydrider er CH 4 , som Ironisk også klassifisert som et hydrokarbon. Det viktigste med dette molekylet er den relative stabiliteten til dens CH-bindinger.
Også, CC-bindinger er meget sterk, forårsaker CH 4 for å bli sammenkjedet for å danne familie av hydrokarboner. På denne måten oppstår CC-kjeder med store lengder og med mange CH-obligasjoner.
Ikke det samme med sine tyngre kolleger. SiH 4 har for eksempel veldig ustabile Si-H-bindinger, noe som gjør denne gassen til en mer reaktiv forbindelse enn selve hydrogenet. Videre er sammenkledningene deres ikke veldig effektive eller stabile, og stammer fra Si-Si-kjeder med bare ti atomer på det meste.
Blant slike sammenkjedingsoperatorer produkter er de hexahydrides, E 2 H 6 : C 2 H 6 (etan), Si 2 H 6 (disilan), Ge 2 H 6 (digestman), og Sn 2 H 6 (diestannan).
De andre hydridene: GeH 4 , SnH 4 og PbH 4 er enda mer ustabile og eksplosive gasser, hvorav deres reduserende virkning blir utnyttet. PbH 4 regnes som en teoretisk forbindelse, siden den er så reaktiv at den ikke kunne oppnås ordentlig.
Nitrogenoids
På siden av nitrogenhydrider eller gruppe 15 finner vi de trigonale pyramidemolekylene EH 3 . Disse forbindelsene er også gassformige, ustabile, fargeløse og giftige; men mer allsidig og nyttig enn EH 4 .
For eksempel, NH 3 , den enkleste av dem, er en av de mest industrielt fremstilte kjemiske forbindelser, og sin ubehagelige lukt som kjennetegner det meget godt. PH 3 på sin side lukter som hvitløk og fisk, og AsH 3 lukter som råtne egg.
Alle EH 3- molekyler er grunnleggende; men NH 3 er kronet i denne egenskapen, og er den sterkeste basen på grunn av den høyere elektronegativiteten og elektrontettheten av nitrogen.
NH 3 kan også kobles sammen, og også CH 4 , bare i mye 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 som forårsaket av konkatenering av nitrogen.
Tilsvarende hydrider PH 3 og aske 3 er slått sammen til å gi opphav til P 2 H 4 (H 2 P-PH 2 ), og som 2 H 4 (H 2 As-aske 2 henholdsvis).
nomenklatur
For å nevne disse spesielle forbindelsene brukes to nomenklaturer mesteparten av tiden: den tradisjonelle og IUPAC. Under hydridene EH 4 og EH 3 vil bli brutt ned med deres respektive formler og navn.
- CH 4 : metan.
- SiH 4 : silan.
- GeH 4 : tysk.
- SnH 4 : stannane.
- PbH 4 : plumban.
- NH 3 : ammoniakk (tradisjonell), azano (IUPAC).
- PH 3 : fosfin, fosfan.
- AsH 3 : arsine, arsan.
- SbH 3 : stibnite, stiban.
- BiH 3 : bismutin, bismutane.
Selvfølgelig kan de systematiske og lagernomenklaturene også brukes. Den første spesifiserer antall hydrogenatomer med de greske prefikser di, tri, tetra, etc. Den CH 4 vil komme til å bli kalt i henhold til denne nomenklatur karbon tetrahydride. Mens i henhold til massen nomenklatur, CH 4 ville bli kalt karbon (IV) hydrid.
Opplæring
Hver av disse spesielle forbindelsene presenterer flere metoder for tilberedning, enten på industriell skala, laboratorium og til og med i biologiske prosesser.
Carbonoids
Metan dannes av forskjellige biologiske fenomener der høye trykk og temperaturer fragmenterer hydrokarboner med høyere molekylmasser.
Det samler seg i enorme lommer med gasser i likevekt med olje. Også dypt i Arktis forblir det innkapslet i iskrystaller som kalles clathrates.
Silane er mindre rikelig, og en av de mange metodene det produseres representeres av følgende kjemiske ligning:
6H 2 (g) + 3SiO 2 (g) + 4Al (s) → 3SiH 4 (g) + 2Al 2 O 3 (s)
Når det gjelder GeH 4 , syntetiseres det på laboratorienivå i henhold til følgende kjemiske ligninger:
Na 2 Geo 3 + NaBH 4 + H 2 O → geh 4 + 2 NaOH + Nabo 2
Og SnH 4 dannes når den reagerer med KAlH 4 i et tetrahydrofuran (THF) medium.
Nitrogenoids
Ammoniakk, som CH 4 , kan dannes i naturen, spesielt i det ytre rom i form av krystaller. Den viktigste prosessen som NH 3 er oppnådd er gjennom Haber-Bosch-prosessen, representert ved den følgende kjemiske ligning:
3 H 2 (g) + N 2 (g) → 2-NH 3 (g)
Fremgangsmåten involverer bruk av høye temperaturer og trykk, så vel som katalysatorer for å fremme dannelsen av NH 3 .
Fosfin dannes når hvitt fosfor behandles med kaliumhydroksyd:
3 KOH + P 4 + 3 H 2 O → 3 KH 2 PO 2 + PH 3
Arsine dannes når dets metallarsenider reagerer med syrer, eller når et arsenikksalt behandles med natriumborhydrid:
Na 3 As + 3 HBr → AsH 3 + 3 NaBr
4 AsCl 3 + 3 NaBH 4 → 4 aske 3 + 3 NaCl + 3 BCl 3
Og vismutin når metylbismutin er uforholdsmessig:
3 BiH 2 CH 3 → 2 BiH 3 + Bi (CH 3 ) 3
applikasjoner
Til slutt nevnes noen av de mange bruksområdene av disse spesielle forbindelsene:
- Metan er et fossilt brensel som brukes som kokegass.
- Silane brukes i organisk syntese av organosilisiumforbindelser ved å tilsette dobbeltbindingene av alkener og / eller alkyner. Dessuten kan silisium avsettes fra det under halvlederproduksjon.
- I likhet med SiH 4 brukes germansk også for å legge til Ge-atomer som filmer i halvledere. Det samme gjelder stibin, og tilfører Sb-atomer på silisiumoverflater ved elektroavsetning av dampene.
- Hydrazin har blitt brukt som rakettdrivstoff og til å trekke ut edle metaller.
- Ammoniakk er bestemt for gjødsel- og farmasøytisk industri. Det er praktisk talt en reaktiv kilde til nitrogen, noe som tillater tilsetning av N-atomer til utallige forbindelser (aminering).
- Arsine ble ansett som et kjemisk våpen under andre verdenskrig, og etterlot den beryktede fosgengassen, COCl 2 , på sin plass .
referanser
- Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi. (8. utg.). CENGAGE Læring.
- Kjemi. (2016, 30. april). Spesielle forbindelser. Gjenopprettet fra: websterquimica.blogspot.com
- Alonso Formel. (2018). H uten metall. Gjenopprettet fra: alonsoformula.com
- Wikipedia. (2019). Gruppe 14 hydrid. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
- Kjemi-guruen. (SF). Hydrider av nitrogen. Gjenopprettet fra: thechemistryguru.com