Das spezielle Verbindungen Sie sind alle diejenigen, die aus den kovalenten Hydriden der Carbonoide und Stickoxide bestehen. Dies sind Verbindungen mit der Formel EH4, für Carbonide oder Elemente der Gruppe 14 oder Formel EH3 für Stickoxide oder Elemente der Gruppe 15.
Der Grund, warum einige Chemiker diese Hydride als spezielle Verbindungen bezeichnen, ist nicht sehr klar; Dieser Name kann relativ sein, obwohl ignoriert wird, dass unter ihnen nicht das H istzweiOder einige sind sehr instabil und selten, so dass sie eines solchen Qualifikationsspiels würdig sein könnten..
Im oberen Bild sind zwei Moleküle EH-Hydride dargestellt.4 (links) und EH3 (rechts) mit einem Modell von Kugeln und Balken. Beachten Sie, dass die Hydride EH4 sind tetraedrisch, während EH3 haben eine trigonale Pyramidengeometrie mit einem Elektronenpaar über dem Zentralatom E..
Wenn man die Gruppen 14 und 15 nach unten bewegt, wird das Zentralatom größer und das Molekül wird schwerer und instabiler; da die E-H-Bindungen durch die schlechte Überlappung ihrer Orbitale geschwächt werden. Die schwereren Hydride sind vielleicht die wahren Spezialverbindungen, während CH4, Zum Beispiel ist es in der Natur ziemlich reichlich vorhanden.
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Durch Aufteilen der Spezialverbindungen in zwei definierte Gruppen kovalenter Hydride wird eine kurze Beschreibung ihrer Eigenschaften separat gegeben..
Wie eingangs erwähnt, sind Ihre Formeln EH4 und bestehen aus tetraedrischen Molekülen. Das einfachste dieser Hydride ist CH4, was ironischerweise auch als Kohlenwasserstoff klassifiziert wird. Das Wichtigste an diesem Molekül ist die relative Stabilität seiner CH-Bindungen..
Auch die C-C-Bindungen sind sehr stark und verursachen CH4 kann verkettet werden, um die Familie der Kohlenwasserstoffe hervorzubringen. Auf diese Weise entstehen C-C-Ketten großer Länge und mit vielen C-H-Bindungen..
Nicht dasselbe mit seinen schwereren Gegenstücken. Das SiH4, Zum Beispiel hat es sehr instabile Si-H-Bindungen, was dieses Gas zu einer reaktiveren Verbindung macht als Wasserstoff selbst. Darüber hinaus sind ihre Verkettungen nicht sehr effizient oder stabil, da Si-Si-Ketten mit höchstens zehn Atomen entstehen..
Zu solchen Verkettungsprodukten gehören die Hexahydride E.zweiH.6: C.zweiH.6 (Ethan), jazweiH.6 (Disilane), GezweiH.6 (Verdauung) und SnzweiH.6 (Diestannan).
Die anderen Hydride: GeH4, SnH4 und PbH4 Sie sind noch instabilere und explosivere Gase, deren reduzierende Wirkung ausgenutzt wird. Al PbH4 es wird als theoretische Verbindung angesehen, da es so reaktiv ist, dass es nicht richtig erhalten werden konnte.
Auf der Seite der Stickhydride oder der Gruppe 15 finden wir die trigonalen Pyramidenmoleküle EH3. Diese Verbindungen sind auch gasförmig, instabil, farblos und toxisch; aber vielseitiger und nützlicher als HD4.
Zum Beispiel NH3, Die einfachste von ihnen ist eine der am industriellsten hergestellten chemischen Verbindungen, und ihr unangenehmer Geruch kennzeichnet sie sehr gut. Der PH3 Inzwischen riecht es nach Knoblauch und Fisch und nach AsH3 riecht nach faulen Eiern.
Alle EH-Moleküle3 sie sind grundlegend; aber der NH3 ist in dieser Eigenschaft gekrönt und ist aufgrund der höheren Elektronegativität und Elektronendichte von Stickstoff die stärkste Base.
NH3 kann auch verkettet werden, wie CH4, nur in viel geringerem Maße; Hydrazin, N.zweiH.4 (H.zweiN-NHzwei) und Triazan, N.3H.5 (H.zweiN-NH-NHzwei) sind Beispiele für Verbindungen, die durch die Verkettung von Stickstoff verursacht werden.
In ähnlicher Weise sind die Hydride PH3 und AsH3 werden verkettet, um P zu erzeugenzweiH.4 (H.zweiP-PHzwei), und wiezweiH.4 (H.zweiAs-AsHzwei), beziehungsweise.
Um diese speziellen Verbindungen zu benennen, werden meistens zwei Nomenklaturen verwendet: die traditionelle und die IUPAC. EH-Hydride werden unten abgebaut4 und eh3 mit ihren jeweiligen Formeln und Namen.
- CH4: Methan.
- Ja H.4: Silan.
- GeH4: Deutsche.
- SnH4: Stannan.
- PbH4: Plumbano.
- NH3: Ammoniak (traditionell), Azano (IUPAC).
- PH3: Phosphin, Phosphan.
- Asche3: Arsin, Arsano.
- SbH3: Stibnit, Stiban.
- BiH3: Bismutin, Bismutan.
Natürlich können auch die systematischen und Bestandsnomenklaturen verwendet werden. Im ersten wird die Anzahl der Wasserstoffatome mit den griechischen Präfixen di, tri, tetra usw. angegeben. Das CH4 Es würde nach dieser Nomenklatur als Tetrahydridkohlenstoff bezeichnet werden. Während nach der Aktiennomenklatur die CH4 würde Kohlenstoff (IV) hydrid genannt werden.
Jede dieser speziellen Verbindungen bietet mehrere Herstellungsverfahren, sei es im industriellen Maßstab, im Labor oder sogar in biologischen Prozessen..
Methan wird durch verschiedene biologische Phänomene gebildet, bei denen hohe Drücke und Temperaturen Kohlenwasserstoffe mit höheren Molekularmassen fragmentieren.
Es sammelt sich in riesigen Gastaschen im Gleichgewicht mit Öl an. Tief in der Arktis bleibt es auch von Eiskristallen umgeben, die Clathrate genannt werden..
Silan kommt weniger häufig vor, und eine der vielen Methoden, mit denen es hergestellt wird, wird durch die folgende chemische Gleichung dargestellt:
6Hzwei(g) + 3SiOzwei(g) + 4Al (s) → 3SiH4(g) + 2AlzweiODER3(s)
In Bezug auf GeH4, Es wird im Labor nach folgenden chemischen Gleichungen synthetisiert:
N / AzweiGeo3 + NaBH4 + H.zweiO → GeH4 + 2 NaOH + NaBOzwei
Und der SnH4 bildet sich, wenn mit KAlH reagiert4 in einem Tetrahydrofuran (THF) Medium.
Ammoniak wie CH4, es kann sich in der Natur bilden, insbesondere im Weltraum in Form von Kristallen. Der Hauptprozess, durch den NH erhalten wird3 Es ist mittels des Haber-Bosch, dargestellt durch die folgende chemische Gleichung:
3 H.zwei(g) + N.zwei(g) → 2 NH3(G)
Das Verfahren beinhaltet die Verwendung hoher Temperaturen und Drücke sowie Katalysatoren zur Förderung der Bildung von NH3.
Phosphin entsteht, wenn weißer Phosphor mit Kaliumhydroxid behandelt wird:
3 KOH + P.4 + 3 H.zweiO → 3 KHzweiPOzwei + PH3
Arsin entsteht, wenn seine Metallarsenide mit Säuren reagieren oder wenn ein Arsensalz mit Natriumborhydrid behandelt wird:
N / A3As + 3 HBr → AsH3 + 3 NaBr
4 AsCl3 + 3 NaBH4 → 4 AsH3 + 3 NaCl + 3 BCl3
Und Bismuthin, wenn Methylbismuthin unverhältnismäßig ist:
3 BiHzweiCH3 → 2 BiH3 + Bi (CH3)3
Schließlich werden einige der vielen Verwendungen dieser speziellen Verbindungen erwähnt:
- Methan ist ein fossiler Brennstoff, der als Kochgas verwendet wird.
- Silan wird bei der organischen Synthese von Organosiliciumverbindungen durch Addition an die Doppelbindungen von Alkenen und / oder Alkinen verwendet. Ebenso kann bei der Herstellung von Halbleitern Silizium daraus abgeschieden werden..
- Wie der SiH4, Germanisch wird auch verwendet, um Ge-Atome als Filme in Halbleitern hinzuzufügen. Gleiches gilt für Stibnit, das durch galvanische Abscheidung seiner Dämpfe Sb-Atome auf Siliziumoberflächen hinzufügt..
- Hydrazin wurde als Raketentreibstoff und zur Gewinnung von Edelmetallen verwendet.
- Ammoniak ist für die Düngemittel- und Pharmaindustrie bestimmt. Es ist praktisch eine reaktive Stickstoffquelle, die die Addition von N-Atomen an unendlich viele Verbindungen ermöglicht (Aminierung).
- Arsine galt während des Zweiten Weltkriegs als chemische Waffe und ließ das berüchtigte Phosgengas COCl an seiner Stelle.zwei.
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