- ลักษณะของสารประกอบพิเศษ
- Carbonoids
- Nitrogenoids
- ศัพท์เฉพาะ
- การอบรม
- Carbonoids
- Nitrogenoids
- การประยุกต์ใช้งาน
- อ้างอิง
สารประกอบพิเศษทั้งหมดที่ทำขึ้นจากไฮไดรด์โควาเลนต์ของ carbonoids และ nitrogenoids เหล่านี้เป็นสารประกอบที่มีสูตร EH 4สำหรับคาร์บอนหรือธาตุกลุ่ม 14 หรือสูตร EH 3สำหรับไนโตรเจนหรือธาตุกลุ่ม 15
เหตุผลที่นักเคมีบางคนอ้างถึงไฮไดรด์เหล่านี้ว่าเป็นสารประกอบพิเศษจึงไม่ชัดเจนนัก ชื่อนี้อาจเป็นญาติแม้ว่าจะไม่สนใจข้อเท็จจริงที่ว่าไม่พบ H 2 O ในหมู่พวกเขาแต่บางคนก็ไม่เสถียรและหายากมากดังนั้นจึงควรค่าแก่การคัดเลือกดังกล่าว
คาร์โบไฮเดรตและไนโตรเจนไฮไดรด์ ที่มา: Gabriel Bolívar
โมเลกุลของไฮไดรด์สองโมเลกุล EH 4 (ซ้าย) และ EH 3 (ขวา) แสดงในภาพบนด้วยแบบจำลองทรงกลมและแท่ง โปรดสังเกตว่า EH 4ไฮไดรด์เป็นเตตระฮีดอลในขณะที่ EH 3มีรูปเรขาคณิตพีระมิดตรีโกณมิติโดยมีอิเล็กตรอนคู่หนึ่งอยู่เหนืออะตอม E กลาง
เมื่อคุณลงไปกลุ่มที่ 14 และ 15 อะตอมกลางจะเติบโตขึ้นและโมเลกุลจะหนักขึ้นและไม่เสถียรมากขึ้น เนื่องจากพันธบัตร EH อ่อนแอลงจากการทับซ้อนกันของวงโคจรที่ไม่ดี ไฮไดรด์ที่หนักกว่าอาจเป็นสารประกอบพิเศษที่แท้จริงในขณะที่ CH 4นั้นมีอยู่มากในธรรมชาติ
ลักษณะของสารประกอบพิเศษ
การแบ่งสารประกอบพิเศษออกเป็นสองกลุ่มของโควาเลนต์ไฮไดรด์ที่กำหนดไว้คำอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับลักษณะของพวกมันจะได้รับแยกกัน
Carbonoids
ดังที่กล่าวไว้ในตอนต้นสูตรของพวกเขาคือ EH 4และประกอบด้วยโมเลกุลเตตระฮีดอล ไฮไดรด์ที่ง่ายที่สุดคือ CH 4ซึ่งถูกจัดเป็นไฮโดรคาร์บอนเช่นกัน สิ่งที่สำคัญที่สุดเกี่ยวกับโมเลกุลนี้คือความเสถียรสัมพัทธ์ของพันธะ CH
นอกจากนี้พันธะ CC ยังแข็งแรงมากทำให้ CH 4ถูกต่อกันเพื่อสร้างตระกูลไฮโดรคาร์บอน ด้วยวิธีนี้โซ่ CC ที่มีความยาวมากและมีพันธะ CH จำนวนมากเกิดขึ้น
ไม่เหมือนกันกับคู่ที่หนักกว่า ตัวอย่างเช่นSiH 4มีพันธะ Si-H ที่ไม่เสถียรมากซึ่งทำให้ก๊าซนี้เป็นสารประกอบที่มีปฏิกิริยามากกว่าไฮโดรเจน ยิ่งไปกว่านั้นการต่อกันของพวกมันยังไม่มีประสิทธิภาพหรือคงที่มากนักโดยกำเนิดโซ่ Si-Si ซึ่งมีเพียงสิบอะตอมเท่านั้น
ในบรรดาผลิตภัณฑ์ที่เชื่อมต่อกัน ได้แก่ เฮกซะไฮไดรด์ E 2 H 6 : C 2 H 6 (อีเทน) Si 2 H 6 (disilane) Ge 2 H 6 (ตัวย่อย) และ Sn 2 H 6 (diestannan)
ไฮไดรด์อื่น ๆ : GeH 4 , SnH 4และ PbH 4เป็นก๊าซที่ไม่เสถียรและระเบิดได้มากขึ้นซึ่งจะใช้ประโยชน์จากการลดลง PbH 4ถือเป็นสารประกอบทางทฤษฎีเนื่องจากมีปฏิกิริยามากจนไม่สามารถหาได้อย่างถูกต้อง
Nitrogenoids
ที่ด้านข้างของไฮไดรด์ไนโตรเจนหรือกลุ่ม 15 เราพบสามเหลี่ยมปิรามิดโมเลกุล EH 3 สารประกอบเหล่านี้ยังเป็นก๊าซไม่เสถียรไม่มีสีและเป็นพิษ แต่ที่หลากหลายและมีประโยชน์กว่า EH 4
ตัวอย่างเช่น NH 3ที่ง่ายที่สุดเป็นสารประกอบทางเคมีที่ผลิตในอุตสาหกรรมมากที่สุดชนิดหนึ่งและกลิ่นที่ไม่พึงประสงค์ของมันก็บ่งบอกลักษณะของมันได้เป็นอย่างดี ค่า PH 3สำหรับส่วนของมันมีกลิ่นเหมือนกระเทียมและปลาส่วน AsH 3มีกลิ่นเหมือนไข่เน่า
โมเลกุล EH 3ทั้งหมดเป็นพื้นฐาน แต่ NH 3ได้รับการสวมมงกุฎในลักษณะนี้ซึ่งเป็นฐานที่แข็งแกร่งที่สุดเนื่องจากค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีและความหนาแน่นของอิเล็กตรอนของไนโตรเจนสูงขึ้น
นอกจากนี้ยังสามารถเชื่อมต่อNH 3ได้เช่นเดียวกับ CH 4ในระดับที่น้อยกว่ามาก ไฮดราซีน N 2 H 4 (H 2 N-NH 2 ) และไตรอาเซน N 3 H 5 (H 2 N-NH-NH 2 ) เป็นตัวอย่างของสารประกอบที่เกิดจากการรวมตัวกันของไนโตรเจน
ในทำนองเดียวกันไฮไดรด์ PH 3และ AsH 3จะเชื่อมต่อกันเพื่อให้ได้ P 2 H 4 (H 2 P-PH 2 ) และ As 2 H 4 (H 2 As-AsH 2 ) ตามลำดับ
ศัพท์เฉพาะ
ในการตั้งชื่อสารประกอบพิเศษเหล่านี้จะมีการใช้ศัพท์สองภาษาเป็นส่วนใหญ่: แบบดั้งเดิมและ IUPAC ด้านล่างของไฮไดรด์ EH 4และ EH 3 จะถูกแยกย่อยตามสูตรและชื่อตามลำดับ
- CH 4 : มีเทน
- SiH 4 : ไซเลน
- GeH 4 : เยอรมัน
- SnH 4 : สแตนเนน
- PbH 4 : ลูกดิ่ง
- NH 3 : แอมโมเนีย (ดั้งเดิม), อาซาโน (IUPAC)
- PH 3 : ฟอสฟีนฟอสฟอรัส
- AsH 3 : arsine, arsan
- SbH 3 : stibnite, stiban
- BiH 3 : บิสซูตินบิสมัทเทน
แน่นอนว่ายังสามารถใช้ระบบการตั้งชื่อที่เป็นระบบและหุ้นได้อีกด้วย ข้อแรกระบุจำนวนอะตอมของไฮโดรเจนด้วยคำนำหน้าภาษากรีก di, tri, tetra ฯลฯ CH 4จะถูกเรียกตามศัพท์นี้ว่า carbon tetrahydride ในขณะที่ตามระบบการตั้งชื่อหุ้น CH 4จะเรียกว่าคาร์บอน (IV) ไฮไดรด์
การอบรม
สารประกอบพิเศษเหล่านี้แต่ละชนิดนำเสนอวิธีการเตรียมหลายวิธีไม่ว่าจะเป็นในเครื่องชั่งอุตสาหกรรมห้องปฏิบัติการและแม้แต่ในกระบวนการทางชีวภาพ
Carbonoids
ก๊าซมีเทนเกิดจากปรากฏการณ์ทางชีววิทยาต่างๆที่ซึ่งมีความกดดันสูงและอุณหภูมิแยกส่วนไฮโดรคาร์บอนที่มีมวลโมเลกุลสูงกว่า
มันสะสมอยู่ในกระเป๋าก๊าซขนาดใหญ่อย่างสมดุลกับน้ำมัน นอกจากนี้ลึกลงไปในอาร์กติกยังคงถูกห่อหุ้มด้วยผลึกน้ำแข็งที่เรียกว่า clathrates
ไซเลนมีความอุดมสมบูรณ์น้อยและหนึ่งในหลาย ๆ วิธีที่ผลิตขึ้นนั้นแสดงด้วยสมการทางเคมีต่อไปนี้:
6H 2 (g) + 3SiO 2 (g) + 4Al (s) → 3SiH 4 (g) + 2Al 2 O 3 (s)
เกี่ยวกับ GeH 4มันถูกสังเคราะห์ในระดับห้องปฏิบัติการตามสมการทางเคมีต่อไปนี้:
นา2 GeO 3 + NaBH 4 + H 2 O → GeH 4 + 2 NaOH + NaBO 2
และ SnH 4เกิดขึ้นเมื่อทำปฏิกิริยากับ KAlH 4ในตัวกลางtetrahydrofuran (THF)
Nitrogenoids
แอมโมเนียเช่น CH 4สามารถก่อตัวในธรรมชาติโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอวกาศในรูปแบบของผลึก กระบวนการหลักที่จะได้รับ NH 3คือผ่านกระบวนการ Haber-Bosch ซึ่งแสดงด้วยสมการทางเคมีต่อไปนี้:
3 H 2 (g) + N 2 (g) → 2 NH 3 (g)
กระบวนการเกี่ยวกับการใช้งานของอุณหภูมิและความดันสูงเช่นเดียวกับตัวเร่งปฏิกิริยาในการส่งเสริมการก่อตัวของ NH 3
ฟอสฟอรัสเกิดขึ้นเมื่อฟอสฟอรัสขาวถูกบำบัดด้วยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์:
3 KOH + P 4 + 3 H 2 O → 3 KH 2 PO 2 + PH 3
Arsine เกิดขึ้นเมื่อสารหนูโลหะทำปฏิกิริยากับกรดหรือเมื่อเกลืออาร์เซนิกถูกบำบัดด้วยโซเดียมโบโรไฮไดรด์:
นา3 As + 3 HBr → AsH 3 + 3 NaBr
4 AsCl 3 + 3 NaBH 4 → 4 AsH 3 + 3 NaCl + 3 BCl 3
และบิสมัทตินเมื่อเมธิลบิสมัททินไม่ได้สัดส่วน:
3 BiH 2 CH 3 → 2 BiH 3 + Bi (CH 3 ) 3
การประยุกต์ใช้งาน
ในที่สุดมีการกล่าวถึงการใช้สารประกอบพิเศษเหล่านี้หลายประการ:
- มีเทนเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ใช้เป็นก๊าซหุงต้ม
- ไซเลนใช้ในการสังเคราะห์อินทรีย์ของสารประกอบออร์กาโนซิลิกโดยการเติมพันธะคู่ของแอลคีนและ / หรืออัลไคน์ นอกจากนี้ยังสามารถสะสมซิลิกอนจากมันได้ในระหว่างการผลิตเซมิคอนดักเตอร์
- เช่นเดียวกับ SiH 4 Germanic ยังใช้เพื่อเพิ่ม Ge อะตอมเป็นฟิล์มในเซมิคอนดักเตอร์ เช่นเดียวกับ stibine คือการเพิ่มอะตอม Sb บนพื้นผิวซิลิกอนโดยการอิเล็กโทรดการกำจัดไอระเหยของมัน
- ไฮดราซีนถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงจรวดและสกัดโลหะมีค่า
- แอมโมเนียถูกกำหนดไว้สำหรับอุตสาหกรรมปุ๋ยและยา มันเป็นแหล่งที่มีปฏิกิริยาของไนโตรเจนทำให้สามารถเพิ่ม N อะตอมไปยังสารประกอบจำนวนนับไม่ถ้วน (การผสม)
- Arsine ก็ถือว่าเป็นอาวุธเคมีในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองออกจากก๊าซฟอสจีนน่าอับอาย COCl 2ในสถานที่
อ้างอิง
- ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สี่). Mc Graw Hill
- Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี. (ฉบับที่ 8) CENGAGE การเรียนรู้
- เคมี. (2559 30 เมษายน). สารประกอบพิเศษ สืบค้นจาก: websterquimica.blogspot.com
- สูตรอลอนโซ่. (2018) H ไม่มีโลหะ สืบค้นจาก: alonsoformula.com
- วิกิพีเดีย (2019) กลุ่มที่ 14 ไฮไดรด์ สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
- กูรูด้านเคมี (เอสเอฟ) ไฮไดรด์ของไนโตรเจน ดึงมาจาก: thechemistryguru.com