- Īpašu savienojumu raksturojums
- Carbonoids
- Slāpekļa oksīdi
- Nomenklatūra
- Apmācība
- Carbonoids
- Slāpekļa oksīdi
- Lietojumprogrammas
- Atsauces
The īpašas savienojumi ir visas tās, kas sastāv no kovalento hidrīdos no carbonoids un nitrogenoids. Tie ir savienojumi ar formulu EH 4 , attiecībā uz carbonids vai Grupa 14 elementiem, vai ar formulu EH 3 attiecībā uz nitrogenoids vai grupā 15 elementi.
Nav īsti skaidrs iemesls, kāpēc daži ķīmiķi šos hidrīdus dēvē par īpašiem savienojumiem; Šis nosaukums var būt relatīvs, lai gan, ignorējot to, ka H 2 O starp tiem nav atrodams , daži ir ļoti nestabili un reti, tāpēc viņi varētu būt šāda kvalifikācijas cienīgi.
Karboīds un slāpekļa hidrīdi. Avots: Gabriel Bolívar.
Divas hidrīda molekulas EH 4 (pa kreisi) un EH 3 (pa labi) ir parādītas augšējā attēlā ar sfērisko un stieņu modeli. Ņemiet vērā, ka EH 4 hidrīdi ir tetraedriski, savukārt EH 3 ir trigonālās piramīdas ģeometrija ar elektronu pāri virs centrālā E atoma.
Dodoties lejā pa 14. un 15. grupu, centrālais atoms aug un molekula kļūst smagāka un nestabilāka; jo EH saites vājina to orbitāļu sliktā pārklāšanās. Smagākie hidrīdi, iespējams, ir īstie īpašie savienojumi, savukārt , piemēram, CH 4 dabā ir diezgan bagātīgs.
Īpašu savienojumu raksturojums
Sadalot īpašos savienojumus divās noteiktās kovalento hidrīdu grupās, atsevišķi tiks sniegts īss to īpašību apraksts.
Carbonoids
Kā minēts sākumā, to formulas ir EH 4 un sastāv no tetraedriskām molekulām. Vienkāršākais no šiem hidrīdiem ir CH 4 , kas ironiski tiek klasificēts arī kā ogļūdeņradis. Vissvarīgākā lieta šajā molekulā ir tās CH saišu relatīvā stabilitāte.
Arī CC saites ir ļoti spēcīgas, liekot CH 4 saķēdēt, veidojot ogļūdeņražu saimi. Tādā veidā rodas liela garuma CC ķēdes ar daudzām CH saitēm.
Nav tas pats ar smagākiem kolēģiem. Piemēram, SiH 4 ir ļoti nestabilas Si-H saites, kas padara šo gāzi par reaktīvāku savienojumu nekā pats ūdeņradis. Turklāt to konkakarācija nav ļoti efektīva vai stabila, un Si-Si ķēdēs ir tikai desmit atomi.
Starp šādiem konkatenācijas produktiem var minēt heksahidrīdus, E 2 H 6 : C 2 H 6 (etāns), Si 2 H 6 (disilāns), Ge 2 H 6 (sagremotājs) un Sn 2 H 6 (diestannāns).
Pārējie hidrīdi: GeH 4 , SnH 4 un PbH 4 ir vēl nestabilākas un sprādzienbīstamas gāzes, kuru reducējošā darbība tiek izmantota. PbH 4 tiek uzskatīts par teorētisku savienojumu, jo tas ir tik reaktīvs, ka to nevarēja pareizi iegūt.
Slāpekļa oksīdi
Slāpekļa hidrīdu vai 15. grupas pusē mēs atrodam trigonālās piramīdas molekulas EH 3 . Šie savienojumi ir arī gāzveida, nestabili, bezkrāsaini un toksiski; bet daudzpusīgāks un noderīgāks par EH 4 .
Piemēram, NH 3 , vienkāršākais no tiem, ir viens no rūpnieciski ražotākajiem ķīmiskajiem savienojumiem, un nepatīkama smaka to ļoti labi raksturo. Savukārt PH 3 smaržo pēc ķiplokiem un zivīm, un AsH 3 smaržo pēc sapuvušām olām.
Visas EH 3 molekulas ir pamata; bet NH 3 tiek kronēts šajā raksturlīknē, jo tā ir spēcīgākā bāze, pateicoties lielākai slāpekļa elektronegativitātei un elektronu blīvumam.
NH 3 , tāpat kā CH 4 , var arī savienot , tikai daudz mazākā mērā; hidrazīns, N 2 H 4 (H 2 N-NH 2 ), un triazane, N 3 H 5 (H 2 N-NH-NH 2 ), ir piemēri savienojumu, ko izraisa sakabināšanau slāpekļa.
Līdzīgi, hidrīdi PH 3 un osis 3 tiek savienoti, lai radītu P 2 H 4 (H 2 P-PH 2 ), un kā 2 H 4 (H 2 As-osis 2 ), attiecīgi.
Nomenklatūra
Lai nosauktu šos īpašos savienojumus, visbiežāk tiek izmantotas divas nomenklatūras: tradicionālā un IUPAC. Zem hidrīdi EH 4 un EH 3 tiks sadalīti atbilstoši to formulām un nosaukumiem.
- CH 4 : metāns.
- SiH 4 : silāns.
- GeH 4 : vācu.
- SnH 4 : stannāns.
- PbH 4 : plumbans.
- NH 3 : amonjaks (tradicionālais), azano (IUPAC).
- PH 3 : fosfīns, fosfāns.
- AsH 3 : arsīns, arsāns.
- SbH 3 : stibnīts, stibāns.
- BiH 3 : bismutīns, bismutāns.
Protams, var izmantot arī sistemātisko un akciju nomenklatūru. Pirmais norāda ūdeņraža atomu skaitu ar grieķu prefiksiem di, tri, tetra utt. CH 4 varētu saukt pēc šīs nomenklatūras oglekļa tetrahidrīda. Kaut arī saskaņā ar krājumu nomenklatūru, CH 4 sauks par oglekļa (IV) hidrīdu.
Apmācība
Katrā no šiem īpašajiem savienojumiem ir dažādas sagatavošanas metodes gan rūpnieciskos mērogos, gan laboratorijās un pat bioloģiskos procesos.
Carbonoids
Metānu veido dažādas bioloģiskas parādības, kurās augsts spiediens un temperatūra sadrumstalot ogļūdeņražus ar augstāku molekulāro masu.
Tas uzkrājas milzīgās gāzu kabatās līdzsvarā ar eļļu. Arī dziļi Arktikā tas paliek ieskauts ledus kristālos, kurus sauc par klatrātiem.
Silāns ir mazāk izplatīts, un vienu no daudzajām metodēm, ar kurām to ražo, attēlo šāds ķīmiskais vienādojums:
6H 2 (g) + 3SiO 2 (g) + 4Al (s) → 3SiH 4 (g) + 2Al 2 O 3 (s)
Kas attiecas uz GeH 4 , tas tiek sintezēts laboratorijas līmenī saskaņā ar šādiem ķīmiskajiem vienādojumiem:
Na 2 Geo 3 + NaBH 4 + H 2 O → GEH 4 + 2 NaOH + NABO 2
Un SNH 4 veidojas, kad tas reaģē ar KAlH 4 tādā tetrahidrofurānā (THF) vidē.
Slāpekļa oksīdi
Amonjaks, tāpat kā CH 4 , dabā var veidoties, it īpaši kosmosā, kristālu formā. Galvenais NH 3 iegūšanas process ir Haber-Bosch process, ko attēlo šāds ķīmiskais vienādojums:
3 H 2 (g) + N 2 (g) → 2 NH 3 (g)
Process ietver augstas temperatūras un spiediena, kā arī katalizatoru izmantošanu, lai veicinātu NH 3 veidošanos .
Fosfīns veidojas, kad balto fosforu apstrādā ar kālija hidroksīdu:
3 KOH + P 4 + 3 H 2 O → 3 KH 2 PO 2 + PH 3
Arsīns veidojas, kad tā metālu arsenīdi reaģē ar skābēm vai kad arsēna sāli apstrādā ar nātrija borohidrīdu:
Na 3 Kā + 3 HBR → osis 3 + 3 NaBr
4 AsCl 3 + 3 NaBH 4 → 4 osis 3 + 3 NaCl + 3 bcl 3
Bismutīns, ja metilbismutīns ir nesamērīgs:
3 BiH 2 CH 3 → 2 BiH 3 + Bi (CH 3 ) 3
Lietojumprogrammas
Visbeidzot, ir minēti daži no daudzajiem šo īpašo savienojumu lietojumiem:
- Metāns ir fosilais kurināmais, ko izmanto kā gatavošanas gāzi.
- Silāns tiek izmantots organiskā silīcija savienojumu organiskajā sintēzē, pievienojot alkēniem un / vai alkīniem divkāršās saites. Arī silīcija var no tā nogulsnēties pusvadītāju ražošanas laikā.
- Tāpat kā SiH 4 , ģermāņu valodu izmanto arī, lai pievienotu Ge atomus kā plēves pusvadītājos. Tas pats attiecas uz stibīnu, pievienojot Sb atomus uz silīcija virsmām, elektriski nogulsnējot tā tvaikus.
- Hidrazīns ir izmantots kā raķešu degviela un dārgmetālu ieguvei.
- Amonjaks paredzēts mēslošanas un farmācijas rūpniecībai. Tas praktiski ir reaktīvs slāpekļa avots, ļaujot N atomiem pievienot neskaitāmus savienojumus (aminēšana).
- Arsīns tika uzskatīts par ķīmisko ieroci Otrā pasaules kara laikā, atstājot savā vietā draņķīgo fosgēna gāzi - COCl 2 .
Atsauces
- Šiveris un Atkins. (2008). Neorganiskā ķīmija. (Ceturtais izdevums). Mc Graw Hill.
- Vaitens, Deiviss, Peks un Stenlijs. (2008). Ķīmija. (8. izd.). CENGAGE mācīšanās.
- Ķīmija. (2016, 30. aprīlis). Īpaši savienojumi. Atgūts no: websterquimica.blogspot.com
- Alonso formula. (2018). H bez metāla. Atgūts no: alonsoformula.com
- Wikipedia. (2019. gads). 14. grupas hidrīds. Atgūts no: en.wikipedia.org
- Ķīmijas guru. (sf). Slāpekļa hidrīdi. Atgūts no: thechemistryguru.com