The sebatian khas adalah semua orang terdiri daripada hidrida kovalen daripada carbonoids dan nitrogenoids. Ini adalah sebatian dengan formula EH 4 , untuk unsur karbonid atau kumpulan 14, atau formula EH 3 untuk unsur nitrogenoid atau kumpulan 15.
Sebab mengapa sebilangan ahli kimia menyebut hidrida ini sebagai sebatian khas tidak begitu jelas; nama ini mungkin relatif, walaupun, mengabaikan bahawa H 2 O tidak terdapat di antara mereka , ada yang sangat tidak stabil dan jarang berlaku, jadi mereka mungkin layak untuk memenuhi syarat seperti itu.
Karboid dan nitrogen hidrida. Sumber: Gabriel Bolívar.
Dua molekul hidrida EH 4 (kiri) dan EH 3 (kanan) ditunjukkan pada gambar atas dengan model sfera dan batang. Perhatikan bahawa hidrida EH 4 adalah tetrahedral, sementara EH 3 mempunyai geometri piramid trigonal, dengan sepasang elektron di atas atom pusat E.
Semasa anda turun ke kumpulan 14 dan 15, atom pusat tumbuh dan molekul menjadi lebih berat dan tidak stabil; kerana ikatan EH dilemahkan oleh pertindihan orbitnya yang lemah. Hidrida yang lebih berat mungkin sebatian khas yang sebenarnya, sementara CH 4 , misalnya, cukup banyak sifatnya.
Ciri khas sebatian khas
Dengan membahagikan sebatian khas kepada dua kumpulan hidrida kovalen yang ditentukan, penerangan ringkas mengenai ciri-ciri mereka akan diberikan secara berasingan.
Karbonoid
Seperti yang disebutkan di awal, formula mereka adalah EH 4 dan terdiri daripada molekul tetrahedral. Hidrida yang paling mudah ialah CH 4 , yang ironinya juga dikelaskan sebagai hidrokarbon. Perkara yang paling penting mengenai molekul ini adalah kestabilan relatif ikatan CHnya.
Juga, ikatan CC sangat kuat, menyebabkan CH 4 digabungkan untuk membentuk keluarga hidrokarbon. Dengan cara ini, rantai CC yang panjang dan dengan banyak ikatan CH timbul.
Tidak sama dengan rakan sejawatnya yang lebih berat. SiH 4 , misalnya, mempunyai ikatan Si-H yang sangat tidak stabil, yang menjadikan gas ini sebatian yang lebih reaktif daripada hidrogen itu sendiri. Tambahan pula, penggabungan mereka tidak begitu cekap atau stabil, yang menghasilkan rantai Si-Si dengan hanya sepuluh atom.
Antara produk penggabungan tersebut ialah heksahidrida, E 2 H 6 : C 2 H 6 (etana), Si 2 H 6 (disilane), Ge 2 H 6 (digestman), dan Sn 2 H 6 (diestannan).
Hidrida lain: GeH 4 , SnH 4 dan PbH 4 adalah gas yang lebih tidak stabil dan meletup, di mana tindakan pengurangannya diambil kesempatan. PbH 4 dianggap sebatian teori, kerana sangat reaktif sehingga tidak dapat diperoleh dengan baik.
Nitrogenoid
Di sisi nitrogen hidrida atau kumpulan 15, kita dapati molekul piramid trigonal EH 3 . Sebatian ini juga gas, tidak stabil, tidak berwarna dan beracun; tetapi lebih serba boleh dan berguna daripada EH 4 .
Sebagai contoh, NH 3 , yang paling mudah daripada mereka, adalah salah satu sebatian kimia yang paling perindustrian dihasilkan, dan bau yang tidak menyenangkan yang menyifatkan ia dengan baik. PH 3 untuk bahagiannya berbau seperti bawang putih dan ikan, dan AsH 3 berbau seperti telur busuk.
Semua molekul EH 3 adalah asas; tetapi NH 3 dinobatkan dalam ciri ini, menjadi asas terkuat kerana elektronegativiti dan ketumpatan elektron nitrogen yang lebih tinggi.
NH 3 juga boleh digabungkan, seperti CH 4 , hanya pada tahap yang jauh lebih rendah; hidrazin, N 2 H 4 (H 2 N-NH 2 ), dan triazane, N 3 H 5 (H 2 N-NH-NH 2 ), adalah contoh sebatian yang disebabkan oleh dinamika nitrogen.
Begitu juga, hidrida PH 3 dan AsH 3 bergabung untuk menghasilkan P 2 H 4 (H 2 P-PH 2 ), dan As 2 H 4 (H 2 As-AsH 2 ), masing-masing.
Tatanama
Untuk menamakan sebatian khas ini, dua tatanama digunakan sepanjang masa: tradisional dan IUPAC. Di bawah hidrida EH 4 dan EH 3 akan dipecahkan dengan formula dan nama masing-masing.
- CH 4 : metana.
- SiH 4 : silan .
- GeH 4 : Jerman.
- SnH 4 : stannane.
- PbH 4 : plumban.
- NH 3 : amonia (tradisional), azano (IUPAC).
- PH 3 : fosfin, fosfan.
- AsH 3 : arsine, arsan.
- SbH 3 : stibnite, stiban.
- BiH 3 : bismutin, bismutane.
Sudah tentu, tatanama sistematik dan stok juga boleh digunakan. Yang pertama menentukan bilangan atom hidrogen dengan awalan Yunani di, tri, tetra, dll. CH 4 akan dipanggil sesuai dengan tetrahidrida karbon tatanama ini. Walaupun menurut nomenklatur saham, CH 4 akan disebut karbon (IV) hidrida.
Latihan
Setiap sebatian khas ini menyajikan pelbagai kaedah penyediaan, sama ada pada skala industri, makmal, dan bahkan dalam proses biologi.
Karbonoid
Metana dibentuk oleh pelbagai fenomena biologi di mana tekanan dan suhu tinggi memecah hidrokarbon berjisim molekul yang lebih tinggi.
Ia terkumpul dalam poket gas yang besar dalam keseimbangan dengan minyak. Juga, jauh di Kutub Utara itu tetap terbungkus kristal ais yang disebut clathrates.
Silane kurang banyak, dan salah satu daripada banyak kaedah yang dihasilkan diwakili oleh persamaan kimia berikut:
6H 2 (g) + 3SiO 2 (g) + 4Al (s) → 3SiH 4 (g) + 2Al 2 O 3 (s)
Mengenai GeH 4 , ia disintesis di peringkat makmal mengikut persamaan kimia berikut:
Na 2 GeO 3 + NaBH 4 + H 2 O → GeH 4 + 2 NaOH + NaBO 2
Dan SnH 4 terbentuk apabila ia bertindak balas dengan KAlH 4 dalam medium tetrahidrofuran (THF).
Nitrogenoid
Amonia, seperti CH 4 , dapat terbentuk di alam semula jadi, terutama di luar angkasa dalam bentuk kristal. Proses utama yang mana NH 3 adalah diperolehi adalah melalui proses Haber-Bosch, yang diwakili oleh persamaan kimia berikut:
3 H 2 (g) + N 2 (g) → 2 NH 3 (g)
Proses ini melibatkan penggunaan suhu dan tekanan tinggi, serta pemangkin untuk mempromosikan pembentukan NH 3 .
Fosfin terbentuk apabila fosfor putih dirawat dengan kalium hidroksida:
3 KOH + P 4 + 3 H 2 O → 3 KH 2 PO 2 + PH 3
Arsine terbentuk apabila arsenida logamnya bertindak balas dengan asid, atau apabila garam arsenik dirawat dengan natrium borohidrida:
Na 3 As + 3 HBr → AsH 3 + 3 NaBr
4 AsCl 3 + 3 NaBH 4 → 4 AsH 3 + 3 NaCl + 3 BCl 3
Dan bismuthin apabila metilbismuthin tidak seimbang:
3 BiH 2 CH 3 → 2 BiH 3 + Bi (CH 3 ) 3
Permohonan
Akhirnya, sebilangan besar penggunaan sebatian khas ini disebutkan:
- Metana adalah bahan bakar fosil yang digunakan sebagai gas memasak.
- Silane digunakan dalam sintesis organik sebatian organosilikon dengan menambahkan ikatan berganda alkena dan / atau alkena. Juga, silikon dapat disimpan daripadanya semasa pembuatan semikonduktor.
- Seperti SiH 4 , Germanic juga digunakan untuk menambahkan atom Ge sebagai filem dalam semikonduktor. Perkara yang sama berlaku untuk stibine, menambahkan atom Sb pada permukaan silikon dengan elektrodeposisi wapnya.
- Hydrazine telah digunakan sebagai bahan bakar roket dan untuk mengekstraksi logam mulia.
- Amonia diperuntukkan untuk industri baja dan farmaseutikal. Ini secara praktikal merupakan sumber nitrogen reaktif, yang memungkinkan penambahan atom N kepada sebatian yang tidak terkira banyaknya (aminasi).
- Arsine dianggap sebagai senjata kimia selama Perang Dunia II, meninggalkan gas phosgene yang terkenal, COCl 2 , di tempatnya .
Rujukan
- Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi keempat). Bukit Mc Graw.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia. (Edisi ke-8.) Pembelajaran CENGAGE.
- Kimia. (2016, 30 April). Sebatian khas. Dipulihkan dari: websterquimica.blogspot.com
- Formula Alonso. (2018). H tanpa logam. Dipulihkan dari: alonsoformula.com
- Wikipedia. (2019). Kumpulan 14 hidrida. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
- Guru Kimia. (sf). Hidrida nitrogen. Dipulihkan dari: thechemistryguru.com