Caratteristiche dei composti speciali, formazione, usi

IL Composti speciali Sono tutti quelli costituiti da Hydurns covalenti di carbroidi e azotoidi. Questi sono composti con formula EH₄, Per carbonidi o elementi del gruppo 14 o formula eh₃ Per azoto o elementi del gruppo 15.

Il motivo per cui alcuni prodotti chimici si riferiscono a questi idrosi come composti speciali; Questo nome può essere relativo anche se, ignorando che tra questi non c'è h₂Oppure, alcuni sono molto instabili e rari, quindi potrebbero essere degni di tali qualificazioni.

Idrori di carbonio e azoto. Fonte: Gabriel Bolívar.

Nell'immagine superiore sono mostrate due molecole idratate₄ (a sinistra) ed eh₃ (a destra) con un modello di sfere e barre. Si noti che gli idrori eh₄ Sono tetraedri, mentre eh₃ Hanno geometria della piramide trigonale, con un paio di elettroni sull'atomo centrale e.

Man mano che scendono i gruppi 14 e 15, l'atomo centrale cresce e la molecola diventa più pesante e più instabile; Poiché i collegamenti E-H sono indeboliti dalla scarsa sovrapposizione dei loro orbitali. Gli Hydurn più pesanti sono forse i veri composti speciali, mentre Cho₄, Ad esempio, è abbastanza abbondante in natura.

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Caratteristiche dei composti speciali

Quando i composti speciali sono divisi in due gruppi definiti di hydurn covalenti, verrà fornita una breve descrizione delle sue caratteristiche separate.

Carbonid

Come menzionato all'inizio, le sue formule sono eh₄ e consistono in molecole tetraedriche. Il più semplice di questi idrori è Cho₄, che è anche classificato come idrocarburo. La cosa più importante di questa molecola è la stabilità relativa dei suoi collegamenti C-H.

Inoltre, i collegamenti C-C sono molto forti, causando Cho₄ può essere concatenato per causare la famiglia di idrocarburi. In questo modo sorgono catene C-C di grandi lunghezze e con molti collegamenti C-H.

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Non accade lo stesso con le sue controparti più pesanti. Il Sih₄, Ad esempio, presenta collegamenti Si-H molto instabili, il che rende questo gas un composto più reattivo dell'idrogeno stesso. Inoltre, le loro concatenazioni non sono molto efficienti o stabili, causando catene Si-if di soli dieci atomi tanto.

Tra questi prodotti di concatenazione ci sono esaidruros e₂H₆: C₂H₆ (etano), sì₂H₆ (Disino), GE₂H₆ (Digermano) e SN₂H₆ (DiestanNano).

Gli altri idrari: GEH₄, Snh₄ e pbh₄ Sono gas ancora più instabili ed esplosivi, di cui viene utilizzata la loro azione riducente. A pbh₄ È considerato un composto teorico, poiché è così reattivo che non è stato in grado di ottenere correttamente.

Nitrogenoidi

Sul lato degli idrori di azoto o del gruppo 15, troviamo le molecole di piramide trigonali eh₃. Questi composti sono anche gassosi, instabili, incolori e tossici; Ma più versatile e utile di eh₄.

Ad esempio, il NH₃, Il più semplice è uno dei composti chimici che sono più prodotti a livello industriale e il suo odore spiacevole lo caratterizza molto bene. Il pH₃ Da parte sua odora di aglio e pesce e cenere₃ Odora di uova marce.

Tutte le molecole h₃ Sono di base; Ma il NH₃ È incoronato in questa caratteristica, essendo la base più forte a causa della maggiore elettronegatività e della densità elettronica dell'azoto.

Il NH₃ Può anche essere concatenato, proprio come Cho₄, solo in misura molto più bassa; Idracina, n₂H₄ (H₂N-nh₂) E il triazano, n₃H₅ (H₂N-NH-NH₂), sono esempi di composti causati dalla concatenazione dell'azoto.

Allo stesso modo PH Hydros₃ e cenere₃ sono concatenati per avere origine P₂H₄ (H₂P-ph₂), E così₂H₄ (H₂As-ash₂), rispettivamente.

Nomenclatura

Per nominare questi composti speciali, due nomenclature sono fatte la maggior parte del tempo: il tradizionale e l'IUPAC. Di seguito romperà l'idruros eh₄ e h₃ Con le loro rispettive formule e nomi.

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- Cap₄: metano.

- si₄: Silano.

- Geh₄: Tedesco.

- Snh₄: Estanano.

- Pbh₄: Plumbano.

- NH₃: ammoniaca (tradizionale), Azano (Iupac).

- Ph₃: fosfina, fosfano.

- Cenere₃: Arsina, Arsano.

- Sbh₃: Stobin, Stiban.

- Bih₃: bisemutina, bisemutane.

Naturalmente, possono anche essere utilizzate nomenclature e azioni sistematiche. Nel primo specifica il numero di atomi di idrogeno con i prefissi greci DI, Tri, Tetra, ecc. Il ch₄ Sarebbe chiamato secondo questa nomenclatura tetraidrica di carbonio. Mentre secondo la nomenclatura delle azioni, Cho₄ Sarebbe chiamato idruro di carbonio (IV).

Formazione

Ognuno di questi composti speciali ha metodi di preparazione multipli, sia a livello industriale, di laboratorio e persino nei processi biologici.

Carbonid

Il metano si forma attraverso diversi fenomeni biologici in cui alte pressioni e temperature frammenti di idrocarburi di masse molecolari più alte.

Si accumula in enormi sacchi di gas in equilibrio con petrolio. Inoltre, nelle profondità dell'Artico rimane bloccato in cristalli di ghiaccio chiamati clorata.

Silano è meno abbondante e uno dei tanti metodi con cui viene prodotto è rappresentato con la seguente equazione chimica:

6h₂(g) + 3sio₂(g) + 4al (s) → 3SIH₄(g) + 2al₂O₃(S)

Per quanto riguarda GEH₄, È sintetizzato a livello di laboratorio in base alle seguenti equazioni chimiche:

N / a₂Geo₃ + Nabh₄ + H₂O → Geh₄ + 2 Naoh + Nabo₂

E il SNH₄ Si forma quando reagisce con il kalh₄ In un mezzo di tetraidrofurano (THF).

Nitrogenoidi

L'ammoniaca, come CH₄, Può essere formato in natura, specialmente nello spazio esterno sotto forma di cristalli. Il processo principale con cui si ottiene l'NH₃ È avendo Bosch, rappresentato dalla seguente equazione chimica:

3 h₂(g) + n₂(g) → 2 NH₃(G)

Il processo implica l'uso di alte temperature e pressioni, oltre ai catalizzatori per promuovere la formazione di NH₃.

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La fosfina si forma quando viene trattato il fosforo bianco con idrossido di potassio:

3 koh + p₄ + 3 h₂O → 3 kh₂Po₂ + Ph₃

Arsina si forma quando il suo arseniuros di metallo reagisce con gli acidi o quando viene trattato un sale di arsenico con boro di sodio:

N / a₃AS + 3 HBr → Ash₃ + 3 Nabr

4 ASCL₃ + 3 Nabh₄ → 4 cenere₃ + 3 NaCl + 3 Bcl₃

E la bismutina quando la metilbismutina è sproporzionata:

3 Bih₂Cap₃ → 2 Bih₃ + Bi (Ch₃)₃

Applicazioni

Infine, sono menzionati alcuni dei molti usi di questi composti speciali:

- Il metano è un combustibile fossile usato come gas da cucina.

- Il silano viene utilizzato nella sintesi organica di organsilici aggiungendo i doppi collegamenti di alcheni e/o alcine. Allo stesso modo, da esso il silicio può essere depositato durante la produzione di semiconduttori.

- Come Sih₄, Il tedesco è anche destinato ad aggiungere atomi GE come film nei semiconduttori. Lo stesso vale per lo stoccaggio, aggiungendo atomi SB sulle superfici in silicio mediante elettrodeposizione dei suoi vapori.

- L'idracina è stata usata come combustibile a razzo e per estrarre metalli preziosi.

- L'ammoniaca viene utilizzata per il fertilizzante e l'industria farmaceutica. È praticamente una fonte di azoto reattiva, che consente di aggiungere gli atomi di N a innumerevoli composti (aminazione).

- L'Arsina era considerata un'arma chimica durante la seconda guerra mondiale, mantenendo il famigerato gas fossgen, COCL₂.

Riferimenti

1. SHIVER & ATKINS. (2008). Chimica inorganica. (Quarta edizione). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Chimica. (8 ° ed.). Apprendimento del Cengage.
3. Chimica. (30 aprile 2016). Composti speciali. Recuperato da: WebSterchimics.Blogspot.com
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5. Wikipedia. (2019). Gruppo 14 idruro. Recuperato da: in.Wikipedia.org
6. The Chemistry Guru. (S.F.). Idruri di azoto. Estratto da: ThanmistryGuru.com