- Egenskaper hos speciella föreningar
- Carbonoids
- Nitrogenoids
- Nomenklatur
- Träning
- Carbonoids
- Nitrogenoids
- tillämpningar
- referenser
De speciella föreningarna är alla som består av de kovalenta hydriderna i karbonoiderna och kväveoljorna. Dessa är föreningar med formeln EH 4 , för carbonids eller grupp 14 element, eller formeln EH 3 för nitrogenoids eller grupp 15 element.
Anledningen till att vissa kemister hänvisar till dessa hydrider som speciella föreningar är inte särskilt tydliga. Detta namn kan vara relativ, även om, ignorerar att H 2 O inte påträffas bland dem , vissa är mycket instabila och sällsynta, så att de kunde vara värdig en sådan bestämning.
Kolhydrater och kvävehydrider. Källa: Gabriel Bolívar.
Två hydridmolekyler EH 4 (vänster) och EH 3 (höger) visas i den övre bilden med en sfär- och stavmodell. Notera att EH 4 hydrider är tetraedrisk, medan EH 3 Ha trigonal pyramidgeometri, med ett par av elektroner ovanför den centrala E atomen.
När du går ner i grupperna 14 och 15 växer den centrala atomen och molekylen blir tyngre och mer instabil; eftersom EH-obligationerna försvagas av den dåliga överlappningen av deras orbital. De tyngre hydrider är kanske de sanna speciella föreningar, medan CH 4 , till exempel, är ganska rikligt i naturen.
Egenskaper hos speciella föreningar
Genom att dela upp de speciella föreningarna i två definierade grupper av kovalenta hydrider kommer en kort beskrivning av deras egenskaper att ges separat.
Carbonoids
Såsom nämnts i början, deras formler är EH 4 och består av tetraedriska molekyler. Den enklaste av dessa hydrider är CH 4 , som ironiskt nog är också klassificeras som ett kolväte. Det viktigaste med denna molekyl är den relativa stabiliteten i dess CH-bindningar.
Också, CC-bindningar är mycket starka, vilket orsakar CH 4 att konkateneras för att bilda en familj av kolväten. På detta sätt uppstår CC-kedjor av stor längd och med många CH-obligationer.
Inte samma sak med sina tyngre motsvarigheter. SiH 4 , till exempel, har mycket instabila SiH-bindningar, vilket gör denna gas en mer reaktiv förening än väte i sig. Dessutom är deras sammankopplingar inte särskilt effektiva eller stabila och har Si-Si-kedjor med högst tio atomer.
Bland sådana sammanlänknings produkter är de hexahydrides, E 2 H 6 : C 2 H 6 (etan), Si 2 H 6 (disilan), Ge 2 H 6 (digestman), och Sn 2 H 6 (diestannan).
De andra hydriderna: GeH 4 , SnH 4 och PbH 4 är ännu mer instabila och explosiva gaser, av vilka deras reducerande verkan utnyttjas. PBH 4 anses vara en teoretisk förening, eftersom det är så reaktivt att det inte kunde erhållas korrekt.
Nitrogenoids
På sidan av kvävehydrider eller grupp 15 hittar vi de trigonala pyramidmolekylerna EH 3 . Dessa föreningar är också gasformiga, instabila, färglösa och giftiga; men mer mångsidig och användbar än EH 4 .
Till exempel, NH 3 , den enklaste av dem, är en av de mest industriellt framställda kemiska föreningar, och dess obehagliga lukten karaktäriserar det mycket väl. PH 3 för sin del luktar som vitlök och fisk, och AsH 3 luktar som ruttna ägg.
Alla EH 3- molekyler är basiska; men NH 3 krönas i denna egenskap, eftersom den är den starkaste basen på grund av den högre elektronegativiteten och elektrondensiteten för kväve.
NH 3 kan också sammanlänkas, såsom kan CH 4 , endast i mycket mindre grad; hydrazin, N 2 H 4 (H 2 N-NH 2 ), och triazane, N 3 H 5 (H 2 N-NH-NH 2 ), är exempel på föreningar som orsakas av sammanlänkningen av kväve.
På liknande sätt, hydriderna PH 3 och AsHs 3 till sätta samman ge upphov till P 2 H 4 (H 2 P-PH 2 ), och As 2 H 4 (H 2 As-AsHs 2 ), respektive.
Nomenklatur
För att nämna dessa speciella föreningar används två nomenklaturer för det mesta: den traditionella och IUPAC. Nedanför hydrider EH 4 och EH 3 kommer att brytas ned med sina respektive formler och namn.
- CH 4 : metan.
- SiH 4 : silan.
- GeH 4 : tyska.
- SnH 4 : stannane.
- PbH 4 : plumban.
- NH 3 : ammoniak (traditionell), azano (IUPAC).
- PH 3 : fosfin, fosfan.
- AsH 3 : arsine, arsan.
- SbH 3 : stibnite, stiban.
- BiH 3 : bismutin, bismutan.
Naturligtvis kan de systematiska nomenklaturerna och lagernomenaturen också användas. Den första specificerar antalet väteatomer med de grekiska prefixen di, tri, tetra, etc. CH 4 skulle komma att kallas enligt denna nomenklatur kol tetrahydride. Medan enligt lager nomenklatur, CH 4 skulle kallas kol (IV) hydrid.
Träning
Var och en av dessa speciella föreningar presenterar flera beredningsmetoder, vare sig de är på industriella skalor, laboratorier och till och med i biologiska processer.
Carbonoids
Metan bildas av olika biologiska fenomen där högt tryck och temperaturer fragmenterar kolväten med högre molekylmassor.
Det samlas i stora fickor med gaser i jämvikt med olja. Djupt i Arktis förblir det också inneslutet i iskristaller som kallas clathrates.
Silan är mindre rikligt, och en av de många metoderna med vilken den produceras representeras av följande kemiska ekvation:
6H 2 (g) + 3SiO 2 (g) + 4Al (s) → 3SiH 4 (g) + 2Al 2 O 3 (s)
Beträffande GeH 4 syntetiseras det på laboratorienivå enligt följande kemiska ekvationer:
Na 2 GeOj 3 + NaBH 4 + H 2 O → GeH 4 + 2 NaOH + Nabo 2
Och SNH fyra bildas när det reagerar med KAlH 4 i en tetrahydrofuran (THF) medium.
Nitrogenoids
Ammoniak, som CH 4 , kan bildas i naturen, särskilt i yttre rymden i form av kristaller. Huvud process genom vilken NH 3 är erhålls är genom Haber-Bosch-processen, som representeras av följande kemiska ekvation:
3 H 2 (g) + N 2 (g) → 2 NH 3 (g)
Processen innebär användning av höga temperaturer och tryck, såväl som katalysatorer för att befrämja bildningen av NH 3 .
Fosfin bildas när vit fosfor behandlas med kaliumhydroxid:
3 KOH + P 4 + 3 H 2 O → 3 KH 2 PO 2 + PH 3
Arsine bildas när dess metallarsenider reagerar med syror, eller när ett arseniskt salt behandlas med natriumborhydrid:
Na 3 As + 3 HBr → AsH 3 + 3 NaBr
4 ASCL 3 + 3 NaBH 4 → 4 AsHs 3 + 3 NaCl + 3 BCl 3
Och vismutin när metylbismutin är oproportionerligt:
3 BiH 2 CH 3 → 2 BiH 3 + Bi (CH 3 ) 3
tillämpningar
Slutligen nämns några av de många användningarna av dessa speciella föreningar:
- Metan är ett fossilt bränsle som används som kokgas.
- Silan används vid organisk syntes av organiska kiselföreningar genom att lägga till dubbelbindningarna av alkener och / eller alkyner. Dessutom kan kisel deponeras från det under halvledartillverkning.
- Liksom SiH 4 används germanska också för att lägga till Ge-atomer som filmer i halvledare. Detsamma gäller stibin och lägger till Sb-atomer på kiselytor genom elektroavsättning av dess ångor.
- Hydrazin har använts som raketbränsle och för att utvinna ädelmetaller.
- Ammoniak är avsett för gödsel- och läkemedelsindustrin. Det är praktiskt taget en reaktiv kvävekälla, vilket tillåter tillsats av N-atomer till otaliga föreningar (aminering).
- Arsine ansågs vara ett kemiskt vapen under andra världskriget och lämnade den ökända fosgengas, COCl 2 , på sin plats .
referenser
- Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (Fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
- Kemi. (2016, 30 april). Specialföreningar. Återställd från: websterquimica.blogspot.com
- Alonso Formel. (2018). H utan metall. Återställd från: alonsoformula.com
- Wikipedia. (2019). Grupp 14 hydrid. Återställd från: en.wikipedia.org
- Kemi-guruen. (Sf). Kvävehydrider. Återställd från: thechemistryguru.com