Eimetallien vetyyhdisteet: kaavat, rakenne, ominaisuudet

Sisällysluettelo:

Eimetallien vetyyhdisteet: kaavat, rakenne, ominaisuudet
Eimetallien vetyyhdisteet: kaavat, rakenne, ominaisuudet
Anonim

Jaksotaulukossa epämetallit sijaitsevat oikeassa yläkulmassa, ja kun ryhmänumero pienenee, myös niiden lukumäärä siinä putoaa. Seitsemännessä ryhmässä (halogeenit) kaikki alkuaineet ovat ei-metalleja. Näitä ovat fluori, kloori, bromi, jodi ja astatiini. Vaikka emme ota huomioon jälkimmäistä, koska ensinnäkin se on radioaktiivinen sinänsä, sitä esiintyy maankuoressa vain uraanin hajoamisen välituotteena, ja sen laboratoriossa saatu yhdiste HAt (vetyastatidi) on erittäin epästabiili ja käyttäytyy liuoksessa toisin kuin muut vetyhalogenidit. Kuudennessa ryhmässä on jo vähemmän ei-metalleja (happi, rikki, seleeni ja telluuri, joka on metalloidi), viidennessä ryhmässä on kolme (typpi, fosfori ja arseeni), neljännessä kaksi (hiili ja pii), ja kolmannessa on yksinäinen boori. Saman ryhmän epämetallien vetyyhdisteillä on samanlaiset kemialliset ominaisuudet.

Halogeenit

Hydrohalogenidit ovat tärkeimpiä halogeeniyhdisteitä. Ominaisuuksiensa mukaan nämä ovat hapettomia happoja, jotka hajoavat vedessä halogeenianioniksi ja vetykationiksi. Kaikki ne ovat erittäin liukoisia. Kemiallinen sidos molekyylin atomien välillä on kovalenttinen, elektronipari on siirtynyt halogeenia kohti elektronegatiivisempana. Koska mitä korkeampi jaksollinen järjestelmä on, sitä suurempi on atomin elektronegatiivisuusJakson pienentyessä kovalenttisesta sidoksesta tulee yhä polaarisempi. Vety kantaa suuremman osittaisen positiivisen varauksen, liuoksessa se on helpompi irtautua halogeenista, eli yhdiste dissosioituu täydellisemmin ja onnistuneemmin ja happojen vahvuus kasvaa sarjassa jodista klooriksi. Emme sanoneet fluorista, koska sen tapauksessa havaitaan täsmälleen päinvastainen: fluorivety (fluorivetyhappo) on heikko ja dissosioituu erittäin huonosti liuoksissa. Tämä selittyy sellaisella ilmiöllä kuin vetysidokset: vetyä johdetaan "vieraan" molekyylin fluoriatomin elektronikuoreen ja syntyy molekyylien välinen sidos, joka ei salli yhdisteen hajoamista odotetulla tavalla.

Tämän vahvistaa selvästi kaavio, jossa on esitetty erilaisten ei-metallien vetyyhdisteiden kiehumispisteet: niistä erotetaan ensimmäisen jakson alkuaineiden - typen, hapen ja fluorin - yhdisteet, joissa on vetysidoksia.

vertailukelpoiset kiehumispisteet
vertailukelpoiset kiehumispisteet

Happiryhmä

Hapen vetyyhdiste on selvästikin vettä. Siinä ei ole mitään ihmeellistä, paitsi että tämän yhdisteen happi, toisin kuin vastaavissa rikki, seleeni ja telluuri, on sp3-hybridisaatiossa - tämän todistaa yhdisteiden välinen sidoskulma. kaksi sidosta vedyn kanssa. Oletetaan, että tätä ei havaita muilla ryhmän 6 alkuaineilla johtuen ulompien tasojen energiaominaisuuksien suuresta erosta (vedyllä on 1s, hapella 2s, 2p, kun taas muilla on vastaavasti 3, 4 ja 5).

sidoskulmien vertailu
sidoskulmien vertailu

Rikkivetyä vapautuu proteiinin hajoamisen aikana, joten se ilmenee mädäntyneiden kananmunien tuoksuna, myrkyllisenä. Sitä esiintyy luonnossa vulkaanisena kaasuna, vapautuu elävistä organismeista jo mainittujen prosessien aikana (mätää). Kemiassa sitä käytetään vahvana pelkistimenä. Kun tulivuoria purkautuu, se sekoittuu rikkidioksidin kanssa muodostaen vulkaanista rikkiä.

Vetelluridi ja vetytelluridi ovat myös kaasuja. Kamalan myrkyllinen ja haisee vielä inhottavamm alta kuin rikkivety. Jakson pidentyessä pelkistysominaisuudet paranevat, samoin happojen vesiliuosten vahvuus.

Typpiryhmä

Ammoniakki on yksi tunnetuimmista ei-metallien vetyyhdisteistä. Tässäkin typpi on sp3-hybridisaatiossa säilyttäen yhden jakamattoman elektroniparin, minkä seurauksena se sitten muodostaa erilaisia ioniyhdisteitä. Sillä on vahvat korjaavat ominaisuudet. Se tunnetaan hyvästä kyvystään (saman yksinäisen elektroniparin ansiosta) muodostaa komplekseja, jotka toimivat ligandina. Tunnetaan kuparin, sinkin, raudan, koboltin, nikkelin, hopean, kullan ja paljon muuta ammoniakkikompleksit.

Fosfiinilla - fosforin vetyyhdisteellä - on vieläkin vahvempia pelkistäviä ominaisuuksia. Erittäin myrkyllistä, syttyy itsestään ilmassa. Seoksessa on pieniä määriä dimeeriä.

Arsiini - arseenivety. Myrkyllistä, kuten kaikki arseeniyhdisteet. Sillä on tyypillinen valkosipulin tuoksu, joka ilmenee osan aineen hapettumisen vuoksi.

Hiili ja silikoni

Metaani - vetyhiilen yhdiste on lähtökohta orgaanisen kemian rajattomassa avaruudessa. Juuri näin tapahtui hiilelle, koska se voi muodostaa pitkiä pysyviä ketjuja hiili-hiilisidoksilla. Tätä artikkelia varten on syytä sanoa, että hiiliatomilla on myös sp3 hybridisaatiota tässä. Metaanin pääreaktio on palaminen, jonka aikana vapautuu suuri määrä lämpöä, minkä vuoksi polttoaineena käytetään metaania (maakaasua).

Silaani on samanlainen piiyhdiste. Se syttyy itsestään ilmassa ja palaa. On huomionarvoista, että se pystyy myös muodostamaan hiilen k altaisia ketjuja: esimerkiksi disilaani ja trisilaani tunnetaan. Ongelmana on, että pii-pii-sidos on paljon vähemmän vakaa ja ketjut katkeavat helposti.

Born

Boorin kanssa kaikki on erittäin mielenkiintoista. Tosiasia on, että sen yksinkertaisin vetyyhdiste - boraani - on epästabiili ja dimeroituu muodostaen diboraania. Diboraani syttyy itsestään ilmassa, mutta on itse stabiili, samoin kuin jotkut myöhemmät boraanit, jotka sisältävät jopa 20 booriatomia ketjussa - tässä ne ovat edenneet pidemmälle kuin silaanit, joissa on enintään 8 atomia. Kaikki boraanit ovat myrkyllisiä, myös hermomyrkyt.

diboraanikaava
diboraanikaava

Eimetallien ja metallien vetyyhdisteiden molekyylikaavat kirjoitetaan samalla tavalla, mutta ne eroavat rakenteeltaan: metallihydrideillä on ioninen rakenne, ei-metallilla kovalenttinen rakenne.

Suositeltava: