- Caracteristicile compușilor speciali
- Carbonoids
- Nitrogenoids
- Nomenclatură
- Instruire
- Carbonoids
- Nitrogenoids
- Aplicații
- Referințe
Cei Compușii speciali sunt cele formate din hidrurile covalente ale carbonoids și nitrogenoids. Aceștia sunt compuși cu formula EH 4 , pentru carbonizi sau elemente de grup 14, sau formula EH 3 pentru azotoizi sau elemente de grupă 15.
Motivul pentru care unii chimiști se referă la acești hidruri drept compuși speciali nu este foarte clar; Acest nume poate fi relativ, deși, ignorând faptul că H 2 O nu se găsește printre ele , unele sunt foarte instabile și rare, astfel încât acestea ar putea fi demne de un astfel de calificativ.
Hidruri de carbohidrați și azot. Sursa: Gabriel Bolívar.
Două molecule de hidrură EH 4 (stânga) și EH 3 (dreapta) sunt prezentate în imaginea superioară cu un model de sfere și tije. Rețineți că hidrurile EH 4 sunt tetraedrice, în timp ce EH 3 au geometria piramidală trigonală, cu o pereche de electroni deasupra atomului E central.
Pe măsură ce cobori grupurile 14 și 15, atomul central crește și molecula devine mai grea și mai instabilă; întrucât legăturile EH sunt slăbite de suprapunerea slabă a orbitalelor lor. Hidrurile mai grele sunt , probabil , adevărați compuși speciali, în timp ce CH 4 , de exemplu, este destul de abundent în natură.
Caracteristicile compușilor speciali
Prin împărțirea compușilor speciali în două grupe definite de hidruri covalente, o scurtă descriere a caracteristicilor acestora va fi dată separat.
Carbonoids
Așa cum am menționat la început, formulele lor sunt EH 4 și constau din molecule tetraedrice. Cea mai simpla dintre aceste hidruri este CH 4 , care este în mod ironic , de asemenea , clasificată ca o hidrocarbură. Cel mai important lucru despre această moleculă este stabilitatea relativă a legăturilor sale CH.
De asemenea, legăturile CC sunt foarte puternice, determinând concatenarea CH4 pentru a forma familia hidrocarburilor. În acest fel, apar lanțuri CC de lungimi mari și cu multe legături CH.
Nu la fel cu omologii săi mai grei. SiH 4 , de exemplu, are legături Si-H foarte instabile, ceea ce face din acest gaz un compus mai reactiv decât hidrogenul în sine. Mai mult, concatenările lor nu sunt foarte eficiente sau stabile, generând lanțuri de Si-Si de cel mult zece atomi.
Printre astfel de produse de concatenare se numără hexahidridele, E 2 H 6 : C 2 H 6 (etan), Si 2 H 6 (disilan), Ge 2 H 6 (digestman) și Sn 2 H 6 (diestannan).
Celelalte Hidrurile: GEH 4 , SNH 4 și PBH 4 sunt chiar mai instabile și gazele explozive, din care se iau măsuri de reducere de avantaj. PbH 4 este considerat un compus teoretic, deoarece este atât de reactiv încât nu a putut fi obținut corect.
Nitrogenoids
Pe partea de hidruri de azot sau grupa 15, găsim moleculele de piramidă trigonală EH 3 . Acești compuși sunt, de asemenea, gazoși, instabili, incolori și toxici; dar mai versatil și mai util decât EH 4 .
De exemplu, NH 3 , cel mai simplu dintre ei, este unul dintre cei mai produși compuși chimici industriali, iar mirosul său neplăcut îl caracterizează foarte bine. PH 3 la rândul său miroase a usturoi și pește, iar AsH 3 miroase a ouă putrede.
Toate EH 3 molecule sunt de bază; dar NH 3 este încoronat în această caracteristică, fiind baza cea mai puternică datorită electronegativității și densității electronilor mai mari de azot.
NH 3 poate fi , de asemenea , concatenate, așa cum se poate CH 4 , numai într - o măsură mult mai mică; hidrazina, N 2 H 4 (H 2 N-NH 2 ) și triazanul, N 3 H 5 (H 2 N-NH-NH 2 ), sunt exemple de compuși provocați de concatenarea azotului.
In mod similar, hidrurile PH 3 și ash 3 sunt concatenate pentru a da naștere la P 2 H 4 (H 2 P-PH 2 ), și As 2 H 4 (H 2 As-AsH 2 ), respectiv.
Nomenclatură
Pentru a numi acești compuși speciali, de cele mai multe ori se folosesc două nomenclaturi: tradiționalul și IUPAC. Sub hidruri EH 4 și EH 3 vor fi defalcate cu formulele și denumirile respective.
- CH 4 : metan.
- SiH 4 : silan.
- GeH 4 : germană.
- SnH 4 : stannane.
- PbH 4 : plumban.
- NH 3 : amoniac (tradițional), azano (IUPAC).
- PH 3 : fosfină, fosfat.
- AsH 3 : arsină, arsan.
- SbH 3 : stibnite, stiban.
- BiH 3 : bismutină, bismutan.
Desigur, se pot folosi și nomenclatoarele sistematice și stocuri. Primul specifică numărul de atomi de hidrogen cu prefixele grecești di, tri, tetra etc. CH 4 ar fi numit în conformitate cu această nomenclatură tetrahidrură de carbon. În timp ce conform nomenclaturii de stoc, CH 4 ar fi numit hidrură de carbon (IV).
Instruire
Fiecare dintre acești compuși speciali prezintă multiple metode de preparare, fie la scară industrială, laborator și chiar în procese biologice.
Carbonoids
Metanul este format din diverse fenomene biologice în care presiunile și temperaturile ridicate fragmentează hidrocarburile din mase moleculare superioare.
Se acumulează în buzunare imense de gaze în echilibru cu uleiul. De asemenea, adânc în Arctica, rămâne înglobat în cristale de gheață numite clatrate.
Silanul este mai puțin abundent, iar una dintre numeroasele metode prin care este produs este reprezentată de următoarea ecuație chimică:
6H 2 (g) + 3SiO 2 (g) + 4Al (s) → 3SiH 4 (g) + 2Al 2 O 3 (s)
În ceea ce privește GeH 4 , acesta este sintetizat la nivel de laborator conform următoarelor ecuații chimice:
Na 2 GeO 3 + NaBH 4 + H 2 O → GEH 4 + 2 + NaOH NaBO 2
Și SnH 4 este format când reacționează cu KAlH 4 într-un mediu tetrahidrofuran (THF).
Nitrogenoids
Amoniac, cum ar fi CH 4 , se pot forma in natura, mai ales în spațiul exterior sub formă de cristale. Procesul principal prin care NH 3 se obține este prin procedeul Haber-Bosch, reprezentat prin următoarea ecuație chimică:
3 H 2 (g) + N 2 (g) → 2 NH 3 (g)
Procesul implică utilizarea de temperaturi și presiuni ridicate, precum și catalizatori pentru a promova formarea de NH 3 .
Fosfina se formează atunci când fosforul alb este tratat cu hidroxid de potasiu:
3 KOH + P 4 + 3 H 2 O → 3 KH 2 PO 2 + PH 3
Arsina se formează atunci când arsenidele sale metalice reacționează cu acizii sau când o sare arsenică este tratată cu borohidrură de sodiu:
Na 3 As + 3 HBr → AsH 3 + 3 NaBr
4 AsCl 3 + 3 NaBH 4 → 4 AsH 3 + 3 NaCl + 3 BCl 3
Și bismutină când metilbismutina este disproporționată:
3 BiH 2 CH 3 → 2 BiH 3 + Bi (CH 3 ) 3
Aplicații
În cele din urmă, unele dintre numeroasele utilizări ale acestor compuși speciali sunt menționate:
- Metanul este un combustibil fosil folosit ca gaz de gătit.
- Silanul este utilizat în sinteza organică a compușilor organosiliconiți prin adăugarea la duble legături a alchenelor și / sau alchinelor. De asemenea, siliconul poate fi depus din acesta în timpul fabricării semiconductorilor.
- Ca și SiH 4 , Germanic este de asemenea utilizat pentru a adăuga Ge atomi ca filme în semiconductori. Același lucru este valabil și pentru stibină, adăugând atomi de Sb pe suprafețele de siliciu prin electrodepunerea vaporilor săi.
- Hidrazina a fost folosită drept combustibil pentru rachetă și pentru extragerea metalelor prețioase.
- Amoniacul este destinat industriei fertilizatoare și farmaceutice. Este practic o sursă reactivă de azot, permițând adăugarea de N atomi la nenumărați compuși (aminarea).
- Arsine a fost considerată o armă chimică în timpul celui de-al doilea război mondial, lăsând în locul său infamul gaz fosos, COCl 2 .
Referințe
- Shiver & Atkins. (2008). Chimie anorganică. (A patra editie). Mc Graw Hill.
- Whitten, Davis, Peck și Stanley. (2008). Chimie. (Ediția a VIII-a). CENGAGE Învățare.
- Chimie. (2016, 30 aprilie). Compuși speciali. Recuperat de la: websterquimica.blogspot.com
- Alonso Formula. (2018). H fără metal. Recuperat de la: alonsoformula.com
- Wikipedia. (2019). Grupa 14 hidrură. Recuperat de la: en.wikipedia.org
- Guruul Chimiei. (Sf). Hidruri de azot. Recuperat de la: thechemistryguru.com