De speciale verbindingen Ze zijn allemaal samengesteld uit de covalente hydriden van de carbonoïden en stikstofoïden. Dit zijn verbindingen met de formule EH4, voor carboniden of groep 14-elementen, of formule EH3 voor stikstofoïden of elementen van groep 15.
De reden waarom sommige chemici naar deze hydriden verwijzen als speciale verbindingen, is niet erg duidelijk; deze naam kan relatief zijn, hoewel we negeren dat onder hen niet de H istweeOf sommige zijn erg onstabiel en zeldzaam, dus misschien zijn ze zo'n kwalificatie waardig..
Twee moleculen van EH-hydriden worden weergegeven in de bovenste afbeelding.4 (links) en EH3 (rechts) met een model van bollen en balken. Merk op dat de hydriden EH4 zijn tetraëdrisch, terwijl EH3 hebben trigonale piramidegeometrie, met een paar elektronen boven het centrale atoom E.
Als men de groepen 14 en 15 naar beneden beweegt, wordt het centrale atoom groter en wordt het molecuul zwaarder en instabieler; omdat de E-H-bindingen worden verzwakt door de slechte overlapping van hun orbitalen. De zwaardere hydriden zijn misschien wel de echte speciale verbindingen, terwijl CH4, het is bijvoorbeeld vrij overvloedig in de natuur.
Artikel index
Door de speciale verbindingen in twee gedefinieerde groepen covalente hydriden te verdelen, zal een korte beschrijving van hun kenmerken afzonderlijk worden gegeven..
Zoals aan het begin vermeld, zijn uw formules EH4 en bestaan uit tetraëdrische moleculen. De eenvoudigste van deze hydriden is CH4, die ironisch genoeg ook als koolwaterstof wordt geclassificeerd. Het belangrijkste van dit molecuul is de relatieve stabiliteit van zijn C-H-bindingen..
Ook zijn de CC-bindingen erg sterk, waardoor de CH4 kunnen worden samengevoegd om de familie van koolwaterstoffen te laten ontstaan. Op deze manier ontstaan C-C-ketens met grote lengtes en met veel C-H-bindingen..
Niet hetzelfde met zijn zwaardere tegenhangers. De SiH4, het heeft bijvoorbeeld zeer onstabiele Si-H-bindingen, waardoor dit gas een reactievere verbinding is dan waterstof zelf. Bovendien zijn hun aaneenschakelingen niet erg efficiënt of stabiel, en ontstaan Si-Si-ketens van hoogstens tien atomen..
Onder dergelijke aaneenschakelingsproducten bevinden zich de hexahydrides, E.tweeH.6: CtweeH.6 (ethaan), jatweeH.6 (disilane), GetweeH.6 (spijsvertering) en SntweeH.6 (diestannaan).
De andere hydriden: GeH4, SnH4 en PbH4 Het zijn zelfs nog meer onstabiele en explosieve gassen waarvan gebruik wordt gemaakt door hun reducerende werking. Al PbH4 het wordt beschouwd als een theoretische verbinding, aangezien het zo reactief is dat het niet op de juiste manier kan worden verkregen.
Aan de zijde van stikstofhydriden of groep 15 vinden we de trigonale piramidemoleculen EH3. Deze verbindingen zijn ook gasvormig, onstabiel, kleurloos en giftig; maar veelzijdiger en nuttiger dan HD4.
Bijvoorbeeld NH3, de eenvoudigste is een van de meest industrieel geproduceerde chemische verbindingen, en de onaangename geur kenmerkt het heel goed. De PH3 Ondertussen ruikt het naar knoflook en vis, en de AsH3 ruikt naar rotte eieren.
Alle EH-moleculen3 ze zijn eenvoudig; maar de NH3 wordt bekroond in deze eigenschap, zijnde de sterkste base vanwege de hogere elektronegativiteit en elektronendichtheid van stikstof.
NH3 kan ook worden aaneengeschakeld, zoals CH4, alleen in veel mindere mate; hydrazine, NtweeH.4 (H.tweeN-NHtwee) en triazaan, N3H.5 (H.tweeN-NH-NHtwee), zijn voorbeelden van verbindingen die worden veroorzaakt door de aaneenschakeling van stikstof.
Evenzo hydriden PH3 en AsH3 zijn aaneengeschakeld om P te genererentweeH.4 (H.tweeP-PHtwee) en AstweeH.4 (H.tweeAs-AsHtwee), respectievelijk.
Om deze speciale verbindingen te benoemen, worden meestal twee nomenclaturen gebruikt: de traditionele en de IUPAC. EH-hydriden worden hieronder opgesplitst4 en eh3 met hun respectievelijke formules en namen.
- CH4: methaan.
- Ja H4: silaan.
- GeH4: Duitse.
- SnH4: stannan.
- PbH4: plumbano.
- NH3: ammoniak (traditioneel), azano (IUPAC).
- PH3: fosfine, fosfaan.
- As3: arsine, arsano.
- SbH3: stibniet, stiban.
- BiH3: bismutine, bismutaan.
Uiteraard kunnen ook de systematische en voorraadnomenclaturen worden gebruikt. In de eerste wordt het aantal waterstofatomen gespecificeerd met de Griekse voorvoegsels di, tri, tetra, etc. De CH4 Het zou volgens deze nomenclatuur koolstoftetrahydride worden genoemd. Terwijl volgens de voorraadnomenclatuur de CH4 zou koolstof (IV) hydride worden genoemd.
Elk van deze speciale verbindingen biedt meerdere bereidingsmethoden, of dit nu op industriële schaal, laboratorium en zelfs in biologische processen is..
Methaan wordt gevormd door verschillende biologische verschijnselen waarbij hoge drukken en temperaturen koolwaterstoffen met een hoger molecuulgewicht fragmenteren.
Het hoopt zich op in enorme gaszakken die in evenwicht zijn met olie. Ook blijft het diep in het noordpoolgebied ingekapseld in ijskristallen die clathrates worden genoemd..
Silaan is minder overvloedig en een van de vele methoden waarmee het wordt geproduceerd, wordt weergegeven door de volgende chemische vergelijking:
6Htwee(g) + 3SiOtwee(g) + 4Al (s) → 3SiH4(g) + 2AltweeOF3(s)
Met betrekking tot GeH4, Het wordt op laboratoriumniveau gesynthetiseerd volgens de volgende chemische vergelijkingen:
NatweeGeo3 + NaBH4 + H.tweeO → GeH4 + 2 NaOH + NaBOtwee
En de SnH4 vormt zich wanneer het reageert met KAlH4 in een tetrahydrofuran (THF) medium.
Ammoniak, zoals CH4, het kan zich in de natuur vormen, vooral in de ruimte, in de vorm van kristallen. Het belangrijkste proces waarmee NH wordt verkregen3 Het is door middel van de Haber-Bosch, weergegeven door de volgende chemische vergelijking:
3 H.twee(g) + Ntwee(g) → 2 NH3(g)
Het proces omvat het gebruik van hoge temperaturen en drukken, evenals katalysatoren om de vorming van NH te bevorderen3.
Fosfine wordt gevormd wanneer witte fosfor wordt behandeld met kaliumhydroxide:
3 KOH + P4 + 3 H.tweeO → 3 KHtweePOtwee + PH3
Arsine wordt gevormd wanneer de metaalarseniden reageren met zuren, of wanneer een arseenzout wordt behandeld met natriumboorhydride:
Na3As + 3 HBr → AsH3 + 3 NaBr
4 AsCl3 + 3 NaBH4 → 4 AsH3 + 3 NaCl + 3 BCl3
En bismutine als methylbismutine onevenredig is:
3 Bosnië en HerzegovinatweeCH3 → 2 Bosnië en Herzegovina3 + Bi (CH33
Ten slotte worden enkele van de vele toepassingen van deze speciale verbindingen genoemd:
- Methaan is een fossiele brandstof die wordt gebruikt als kookgas.
- Silaan wordt gebruikt bij de organische synthese van organosiliciumverbindingen door toevoeging aan de dubbele bindingen van alkenen en / of alkynen. Evenzo kan er silicium uit worden afgezet tijdens de vervaardiging van halfgeleiders..
- Net als de SiH4, Germaans wordt ook gebruikt om Ge-atomen toe te voegen als films in halfgeleiders. Hetzelfde geldt voor stibniet, waarbij Sb-atomen op siliciumoppervlakken worden toegevoegd door elektrodepositie van zijn dampen..
- Hydrazine is gebruikt als raketbrandstof en om edele metalen te winnen.
- Ammoniak is bestemd voor de kunstmest- en farmaceutische industrie. Het is praktisch een reactieve stikstofbron, waardoor de toevoeging van N-atomen aan een oneindig aantal verbindingen mogelijk is (aminering).
- Arsine werd tijdens de Tweede Wereldoorlog beschouwd als een chemisch wapen, waardoor het beruchte fosgeengas, COCl, op zijn plaats bleef.twee.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.