- Đặc điểm của các hợp chất đặc biệt
- Carbonoids
- Nitrogenoids
- Danh pháp
- Đào tạo
- Carbonoids
- Nitrogenoids
- Các ứng dụng
- Người giới thiệu
Các hợp chất đặc biệt là tất cả những hợp chất được tạo thành từ các hyđrua cộng hóa trị của cacbonoit và nitrogenoit. Đây là các hợp chất có công thức EH 4 , dành cho cacbonids hoặc nguyên tố nhóm 14, hoặc công thức EH 3 cho nitrogenoit hoặc nguyên tố nhóm 15.
Lý do tại sao một số nhà hóa học gọi những hyđrua này là những hợp chất đặc biệt thì không rõ ràng lắm; Tên này có thể tương đối, mặc dù, bỏ qua thực tế là không tìm thấy H 2 O trong số chúng , một số rất không ổn định và hiếm, vì vậy chúng có thể xứng đáng với vòng loại như vậy.
Cacboid và nitơ hydrua. Nguồn: Gabriel Bolívar.
Hai phân tử hiđrua EH 4 (trái) và EH 3 (phải) được hiển thị trong hình trên với mô hình hình cầu và hình que. Lưu ý rằng các hyđrua EH 4 là tứ diện, trong khi EH 3 có dạng hình chóp tam giác, với một cặp electron ở phía trên nguyên tử E trung tâm.
Khi bạn đi xuống nhóm 14 và 15, nguyên tử trung tâm phát triển và phân tử trở nên nặng hơn và không ổn định hơn; vì các liên kết EH bị suy yếu do sự xen phủ kém của các obitan của chúng. Các hyđrua nặng hơn có lẽ là các hợp chất đặc biệt thực sự, trong khi CH 4 , chẳng hạn, có khá nhiều trong tự nhiên.
Đặc điểm của các hợp chất đặc biệt
Bằng cách chia các hợp chất đặc biệt thành hai nhóm hyđrua cộng hóa trị xác định, một mô tả ngắn gọn về các đặc điểm của chúng sẽ được đưa ra riêng biệt.
Carbonoids
Như đã đề cập ở phần đầu, công thức của chúng là EH 4 và bao gồm các phân tử tứ diện. Hiđrua đơn giản nhất trong số các hiđrua này là CH 4 , trớ trêu thay cũng được phân loại là một hiđrocacbon. Điều quan trọng nhất về phân tử này là tính ổn định tương đối của các liên kết CH của nó.
Ngoài ra, liên kết CC rất mạnh, khiến CH 4 được nối với nhau để tạo thành họ hiđrocacbon. Bằng cách này, các chuỗi CC có độ dài lớn và có nhiều liên kết CH sẽ phát sinh.
Không giống với các đối tác nặng hơn của nó. Ví dụ, SiH 4 có các liên kết Si-H rất không bền, điều này làm cho khí này trở thành một hợp chất dễ phản ứng hơn chính hydro. Hơn nữa, các liên kết của chúng không hiệu quả hoặc ổn định, các chuỗi Si-Si có nguồn gốc chỉ có tối đa mười nguyên tử.
Trong số các sản phẩm kết hợp như vậy là hexahydrid, E 2 H 6 : C 2 H 6 (etan), Si 2 H 6 (disilan), Ge 2 H 6 (chất phân hủy), và Sn 2 H 6 (diestannan).
Các hyđrua khác: GeH 4 , SnH 4 và PbH 4 thậm chí còn là những khí không ổn định và dễ nổ hơn, do đó tác dụng khử của chúng được tận dụng. PbH 4 được coi là một hợp chất lý thuyết, vì nó phản ứng đến mức không thể thu được nó đúng cách.
Nitrogenoids
Đối với các hydrua nitơ hoặc nhóm 15, chúng ta tìm thấy các phân tử hình chóp tam giác EH 3 . Các hợp chất này cũng ở thể khí, không ổn định, không màu và độc; nhưng linh hoạt và hữu ích hơn EH 4 .
Ví dụ, NH 3 , đơn giản nhất trong số họ, là một trong những hợp chất hóa học được sản xuất công nghiệp nhất, và mùi khó chịu của nó đặc trưng cho nó rất rõ. PH 3 cho phần của nó có mùi giống như tỏi và cá, và AsH 3 có mùi giống như trứng thối.
Tất cả các phân tử EH 3 đều là bazơ; nhưng NH 3 đứng đầu trong đặc điểm này, là bazơ mạnh nhất do độ âm điện và mật độ electron cao hơn của nitơ.
NH 3 cũng có thể được nối với CH 4 , chỉ ở một mức độ thấp hơn nhiều; hydrazine, N 2 H 4 (H 2 N-NH 2 ), và triazane, N 3 H 5 (H 2 N-NH-NH 2 ), là những ví dụ về các hợp chất tạo ra bởi sự liên kết của nitơ.
Tương tự, các hyđrua PH 3 và AsH 3 nối với nhau để tạo ra P 2 H 4 (H 2 P-PH 2 ) và As 2 H 4 (H 2 As-AsH 2 ), tương ứng.
Danh pháp
Để đặt tên cho các hợp chất đặc biệt này, hai danh pháp thường được sử dụng: danh pháp truyền thống và IUPAC. Dưới đây các hydrua EH 4 và EH 3 sẽ được chia nhỏ với công thức và tên tương ứng của chúng.
- CH 4 : metan.
- SiH 4 : silan.
- GeH 4 : Tiếng Đức.
- SnH 4 : stannane.
- PbH 4 : mậnban.
- NH 3 : amoniac (truyền thống), azano (IUPAC).
- PH 3 : photphin, photphat.
- AsH 3 : arsine, arsan.
- SbH 3 : stibnit, stiban.
- BiH 3 : bismutin, bismutan.
Tất nhiên, cũng có thể sử dụng danh pháp chứng khoán và hệ thống. Đầu tiên xác định số lượng nguyên tử hydro với các tiền tố Hy Lạp di, tri, tetra, v.v. CH 4 sẽ được gọi theo danh pháp này là carbon tetrahydride. Trong khi theo danh pháp cổ phiếu, CH 4 sẽ được gọi là cacbon (IV) hyđrua.
Đào tạo
Mỗi hợp chất đặc biệt này trình bày nhiều phương pháp điều chế, cho dù ở quy mô công nghiệp, phòng thí nghiệm và thậm chí trong các quy trình sinh học.
Carbonoids
Mêtan được hình thành bởi các hiện tượng sinh học khác nhau, nơi áp suất và nhiệt độ cao phân mảnh các hydrocacbon có khối lượng phân tử cao hơn.
Nó tích tụ trong các túi khí khổng lồ cân bằng với dầu. Ngoài ra, sâu ở Bắc Cực, nó vẫn được bao bọc trong các tinh thể băng được gọi là clathrates.
Silan ít phong phú hơn, và một trong nhiều phương pháp sản xuất nó được biểu diễn bằng phương trình hóa học sau:
6H 2 (g) + 3SiO 2 (g) + 4Al (s) → 3SiH 4 (g) + 2Al 2 O 3 (s)
Đối với GeH 4 , nó được tổng hợp ở cấp phòng thí nghiệm theo các phương trình hóa học sau:
Na 2 GeO 3 + NaBH 4 + H 2 O → GeH 4 + 2 NaOH + NaBO 2
Và SnH 4 được hình thành khi nó phản ứng với KAlH 4 trong môi trường tetrahydrofuran (THF).
Nitrogenoids
Amoniac, giống như CH 4 , có thể hình thành trong tự nhiên, đặc biệt là trong không gian bên ngoài dưới dạng tinh thể. Quá trình chính mà NH 3 thu được là thông qua quy trình Haber-Bosch, được biểu diễn bằng phương trình hóa học sau:
3 H 2 (g) + N 2 (g) → 2 NH 3 (g)
Quá trình này bao gồm việc sử dụng nhiệt độ và áp suất cao, cũng như các chất xúc tác để thúc đẩy sự hình thành NH 3 .
Phosphine được tạo thành khi xử lý phốt pho trắng bằng kali hydroxit:
3 KOH + P 4 + 3 H 2 O → 3 KH 2 PO 2 + PH 3
Arsine được hình thành khi các arsenua kim loại của nó phản ứng với axit hoặc khi muối arsen được xử lý bằng natri borohydrua:
Na 3 As + 3 HBr → AsH 3 + 3 NaBr
4 AsCl 3 + 3 NaBH 4 → 4 AsH 3 + 3 NaCl + 3 BCl 3
Và bismuthin khi methylbismuthin không cân xứng:
3 BiH 2 CH 3 → 2 BiH 3 + Bi (CH 3 ) 3
Các ứng dụng
Cuối cùng, một số công dụng của các hợp chất đặc biệt này được đề cập:
- Mêtan là nhiên liệu hóa thạch được sử dụng làm khí đốt nấu ăn.
- Silan được sử dụng trong tổng hợp hữu cơ các hợp chất organosilicon bằng cách thêm vào các liên kết đôi của anken và / hoặc ankin. Ngoài ra, silicon có thể được lắng đọng từ nó trong quá trình sản xuất chất bán dẫn.
- Giống như SiH 4 , Germanic cũng được dùng để thêm các nguyên tử Ge làm màng trong chất bán dẫn. Điều tương tự cũng áp dụng cho stibine, thêm các nguyên tử Sb trên bề mặt silicon bằng cách điện phân hơi của nó.
- Hydrazine đã được sử dụng làm nhiên liệu tên lửa và chiết xuất kim loại quý.
- Amoniac được dùng cho ngành công nghiệp phân bón và dược phẩm. Thực tế nó là một nguồn nitơ phản ứng, cho phép bổ sung các nguyên tử N vào vô số hợp chất (aminaxit).
- Arsine được coi là một vũ khí hóa học trong Thế chiến thứ hai, để lại vị trí của khí phosgene khét tiếng, COCl 2 .
Người giới thiệu
- Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa học vô cơ. (Tái bản lần thứ tư). Đồi Mc Graw.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Hóa học. (Xuất bản lần thứ 8). CENGAGE Học tập.
- Hóa học. (2016, ngày 30 tháng 4). Các hợp chất đặc biệt. Được khôi phục từ: websterquimica.blogspot.com
- Công thức Alonso. (2018). H với kim loại không. Phục hồi từ: alonsoformula.com
- Wikipedia. (2019). Hiđrua nhóm 14. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
- Các guru Hóa học. (sf). Các hiđrua của nitơ. Phục hồi từ: thechemistryguru.com