Pnictogen hydrid - Pnictogen hydride - Wikipedia

Amoniak, fosfin a arsin, tři jednoduché hydridy pnictogenu

Pnictogen hydridy nebo vodíkové pnictidy jsou binární sloučeniny vodíku s pnictogen atomy (prvky skupiny 15: dusík, fosfor, arsen, antimon, a vizmut ) kovalentně vázán k vodík.

Pnictogen trihydridy

Nejjednodušší řada má chemický vzorec XH₃ (méně často H₃X), přičemž X představuje některý z pnictogenů. Berou na sebe pyramidová struktura (na rozdíl od trigonální planární uspořádání hydridy skupiny 13 ), a proto jsou polární. Tyto pnictogen trihydridy jsou obecně stále více nestabilní a jedovaté s těžšími prvky.

Jako jednoduché halogenovodíky a chalkogenidy, pnictogen hydridy jsou voda -rozpustný.^{[pochybný – diskutovat]} Na rozdíl od jiných hydridů, jako jsou sirovodík a fluorovodík, které tvoří kyselé vodné roztoky, amoniak rozpouští se ve vodě hydroxid amonný což je základní (vytvořením a hydroxid ion na rozdíl od hydronium ). Fosfin je také rozpustný ve vodě. Arsine a stibine jsou méně, a není známo, zda vizmutin je.

Složené názvy	Chemický vzorec	Geometrie	Model vyplňující prostor
hydrid dusíku amoniak (azan)	NH3
hydrid fosforitý fosfin (fosfan)	PH3
arsen hydrid arsine (arsane)	Popel3
antimon hydrid stibine (stibane)	SbH3
hydrid bismutitý vizmutin (vizmutan)	BiH3

Některé vlastnosti pnictogen trihydridů následují:^[1]

Tyto plyny nemají žádný zápach v čisté formě, místo toho ho získávají při kontaktu se vzduchem. Amoniak má nechvalně známý, intenzivní zápach připomínající moč a / nebo Ryba, obvykle výsledkem rozkladu močovina. Fosfin voní jako ryba nebo česnek a stibin jako shnilá vejce, podobně jako sirovodík a selenid.

Dipnictogen tetrahydridy

Složené názvy	Chemický vzorec	Geometrie	Model vyplňující prostor
dinitrogenhydrid hydrazin (diazan)	N2H4
difosfor hydrid difosfin (difosfan )	P2H4
diacid hydrid[1] průjm (průjmová )	Tak jako2H4

Vlastnosti

Všechny nasycené atomy vodíku s přímým řetězcem se řídí vzorcem X_nH_{n + 2}.

Modely fosfanů o délkách 3 a 4

Amoniak se průmyslově vyrábí v největším měřítku ze všech sloučenin. Jako voda, vodíkové vazby vede k vysoké teplotě tání a bodu varu ve srovnání s jinými hydridy pnictogenu, i když při tavení se ztrácí 26%, dalších 7% při zahřívání kapaliny k varu a zbývajících 67% při varu. Dalšími účinky vodíkové vazby jsou vysoká dielektrická konstanta a nízké hodnoty hustoty, viskozity a elektrické vodivosti. Stejně jako voda je to vynikající a často používané ionizační rozpouštědlo.^[2] Více než dvacet dalších hydridů dusík jsou známé, nejdůležitější bytosti hydrazin (N₂H₄) a azid vodíku (HN₃). Hydrazin má fyzikální vlastnosti, které jsou pozoruhodně podobné vlastnostem vody: jeho teploty tání a varu jsou 2,0 ° C a 113,5 ° C, hustota pevné látky při -5 ° C je 1,146 g / cm³, zatímco kapalina při 25 ° C je 1,00 g / cm³.^[3] The azany jsou série, které zahrnují amoniak, hydrazin a triazan.

Fosfin, toxický, bezbarvý plyn, je nejstabilnějším hydridem fosforu a je prvním z homologního polyfosfanu řady P s přímým řetězcem_nH_n+2 (n = 1–9), které jsou stále tepelně nestabilnější n zvyšuje. Další cyklické a kondenzované polyfosfanové řady jsou známé z P._nH_n horní_nH_n−18, v roce 1997 v množství 85 známých fosfanů. Nerozpustný ve vodě, ale rozpustný v organických kapalinách (stejně jako sirouhlík a kyselina trichloroctová ), fosfin je silné redukční činidlo.^[4]

Arsin, stibin a bismuthin jsou vysoce toxické, tepelně nestabilní a bezbarvé plyny. U fosfinu, arsinu, stibinu nebo bismutinu se nenachází znatelná vodíková vazba a není zde patrná tendence disociovat jako amoniak na MH⁺
₄ a MH⁻
₂ (M = P, As, Sb, Bi). Hydrogeny pnictogenu jsou ve skupině hustší a délky vazeb M – H se zvětšují, zatímco úhel vazeb H – M – H se mírně zmenšuje. Standardní entalpie formace odrážejí zvyšující se tepelnou nestabilitu sestupující do skupiny. Arsine se rozkládá na arsen a vodík při 250–300 ° C, stibin až antimon a vodík při teplotě místnosti a bismuthin až vizmut a vodík nad -45 ° C. Arsin a stibin se velmi snadno oxidují na oxid arsenitý nebo antimonitý a vodu; podobná reakce se stane s síra nebo selen. Reakce s kovy při zvýšené teplotě vede k arsenidům a antimonidům. Je známo několik nižších hydridů, například As₂H₄, ale jsou ještě nestabilnější a jejich vlastnosti nejsou známy.^[1]

Imidogen, radikál složený z jednoho atomu vodíku a jednoho atomu dusíku (NH), lze klasifikovat jako pnictogen hydrid.

Viz také

• Amoniak
• Kyselina hydrazoová

Reference

Bibliografie

• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemie prvků (2. vyd.). Butterworth-Heinemann. ISBN  978-0-08-037941-8.