Características de compostos especiais, treinamento, usos

O Compostos especiais Eles são todos aqueles compostos por hidnam covalentes de carbonoides e nitrogenóides. Estes são compostos com a fórmula EH₄, Para carbonoids ou elementos do grupo 14, ou fórmula eh₃ Para nitrogenóides ou elementos do grupo 15.

A razão pela qual alguns produtos químicos se referem a esses hidros como compostos especiais; Este nome pode ser relativo, embora, ignorando que, entre eles, não há h₂Ou alguns são muito instáveis ​​e raros, para que possam ser dignos de tais qualificadores.

Hidratantes carbonoides e nitrogenóides. Fonte: Gabriel Bolívar.

Na imagem superior, duas moléculas hidratadas são mostradas₄ (esquerda) e eh₃ (à direita) com um modelo de esferas e barras. Observe que os hidratantes hein₄ Eles são tetraédicos, enquanto hein₃ Eles têm geometria de pirâmide trigonal, com alguns elétrons no átomo central e.

À medida que os grupos 14 e 15 descem, o átomo central cresce e a molécula se torna mais pesada e mais instável; Como os links E-H são enfraquecidos pela baixa sobreposição de seus orbitais. Os Hyndurns mais pesados ​​são talvez os verdadeiros compostos especiais, enquanto Cho₄, Por exemplo, é de natureza bastante abundante.

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Características de compostos especiais

Quando os compostos especiais são divididos em dois grupos definidos de hidurnos covalentes, uma breve descrição de suas características separadas será dada.

Carbonoid

Como mencionado no começo, suas fórmulas são hein₄ e consistem em moléculas tetraédricas. O mais simples desses hidratantes é Cho₄, que também é classificado como um hidrocarboneto. A coisa mais importante sobre esta molécula é a estabilidade relativa de seus links c-h.

Além disso, os links C-C são muito fortes, causando CHO₄ pode ser concatenado para causar a família de hidrocarbonetos. Dessa maneira, as cadeias C-C de grandes comprimentos surgem e com muitos links C-H.

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Isso não acontece o mesmo com seus colegas mais pesados. O Sih₄, Por exemplo, ele apresenta links Si-h muito instáveis, o que torna esse gás um composto mais reativo do que o próprio hidrogênio. Além disso, suas concatenações não são muito eficientes ou estáveis, causando cadeias Si-se de apenas dez átomos.

Entre esses produtos de concatenação estão os hexahydruros e₂H₆: C₂H₆ (Etano), sim₂H₆ (Disilano), GE₂H₆ (Digermano) e SN₂H₆ (Diestannano).

As outras hidrias: GEH₄, SNH₄ e pbh₄ Eles são gases ainda mais instáveis ​​e explosivos, dos quais sua ação redutora é usada. Para PBH₄ É considerado um composto teórico, pois é tão reativo que não foi capaz de obter adequadamente.

Nitrogenóides

No lado dos hidratantes nitrogenóides ou do grupo 15, encontramos as moléculas de pirâmide trigonal eh₃. Esses compostos também são gasosos, instáveis, incolores e tóxicos; Mas mais versátil e útil que hein₄.

Por exemplo, o NH₃, O mais simples deles é um dos compostos químicos mais produzidos em nível industrial, e seu cheiro desagradável caracteriza muito bem. O pH₃ Por sua parte, cheira a alho e peixe, e cinzas₃ Cheira a ovos podres.

Todas as moléculas h₃ Eles são básicos; Mas o NH₃ É coroado nessa característica, sendo a base mais forte devido à maior eletronegatividade e densidade eletrônica de nitrogênio.

O NH₃ Também pode ser concatenado, assim como Cho₄, apenas em um grau muito menor; Hidracina, n₂H₄ (H₂N-NH₂), E o triazano, n₃H₅ (H₂N-NH-NH₂), são exemplos de compostos causados ​​pela concatenação de nitrogênio.

Da mesma forma, pH hidros₃ e cinzas₃ são concatenados para originar P₂H₄ (H₂P-ph₂), E assim₂H₄ (H₂As-ash₂), respectivamente.

Nomenclatura

Para citar esses compostos especiais, duas nomenclaturas são feitas na maioria das vezes: o tradicional e o IUPAC. Abaixo vai quebrar os hidratos eh₄ e h₃ Com suas respectivas fórmulas e nomes.

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- CH₄: metano.

- Se H₄: Silano.

- Geh₄: Alemão.

- SNH₄: Estanano.

- PBH₄: Plumbano.

- NH₃: Amônia (tradicional), Azano (IUPAC).

- Ph₃: fosfina, fosfano.

- Cinzas₃: Arsina, Arsano.

- Sbh₃: Stobin, Stiban.

- BI₃: bisemutina, bisemutane.

Obviamente, nomenclaturas e estoque sistemáticos também podem ser usados. No primeiro, especifica o número de átomos de hidrogênio com os prefixos gregos DI, TRI, TETRA, etc. O ch₄ Seria chamado de acordo com esta nomenclatura de tetra -hidreto de carbono. Enquanto de acordo com a nomenclatura de ações, Cho₄ Seria chamado de hidreto de carbono (iv).

Treinamento

Cada um desses compostos especiais possui vários métodos de preparação, em escalas industriais e de laboratório e até em processos biológicos.

Carbonoid

O metano é formado através de vários fenômenos biológicos, onde altas pressões e temperaturas fragmentam hidrocarbonetos de massas moleculares superiores.

Ele se acumula em enormes sacos de gases em equilíbrio com petróleo. Além disso, nas profundezas do Ártico, ele permanece trancado em cristais de gelo chamados cloratos.

Silano é menos abundante, e um dos muitos métodos pelos quais é produzido é representado com a seguinte equação química:

6h₂(g) + 3sio₂(g) + 4al (s) → 3sih₄(g) + 2al₂QUALQUER₃(S)

Sobre Geh₄, É sintetizado no nível de laboratório, de acordo com as seguintes equações químicas:

N / D₂Geo₃ + Nabh₄ + H₂O → Geh₄ + 2 Naoh + nabo₂

E o SNH₄ É formado quando reage com o kalh₄ Em um meio de tetra -hidrofurano (THF).

Nitrogenóides

A amônia, como ch₄, Pode ser formado na natureza, especialmente no espaço sideral na forma de cristais. O principal processo pelo qual o NH é obtido₃ É por ter-bosch, representado pela seguinte equação química:

3 h₂(g) + n₂(g) → 2 NH₃(g)

O processo implica o uso de altas temperaturas e pressões, além de catalisadores para promover a formação do NH₃.

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A fosfina é formada quando o fósforo branco com hidróxido de potássio é tratado:

3 KOH + P₄ + 3 h₂O → 3 kh₂Po₂ + Ph₃

Arsina é formada quando seu arseniuros de metal reage com ácidos, ou quando um sal de arsênico com boro de sódio é tratado:

N / D₃AS + 3 HBR → Ash₃ + 3 nabr

4 ascl₃ + 3 NABH₄ → 4 cinzas₃ + 3 NACL + 3 BCL₃

E bismutina quando a metilbismutina é desproporcional:

3 BI₂CH₃ → 2 BIH₃ + BI (cap₃)₃

Formulários

Finalmente, são mencionados alguns dos muitos usos desses compostos especiais:

- O metano é um combustível fóssil usado como gás de cozinha.

- Silano é usado na síntese orgânica de órgansílicos, adicionando aos links duplos de alcenos e/ou alcinos. Da mesma forma, a partir dele, o silício pode ser depositado durante a fabricação de semicondutores.

- Como Sih₄, O alemão também está destinado a adicionar átomos de GE como filmes nos semicondutores. O mesmo se aplica ao armazenamento, adicionando átomos SB em superfícies de silício por eletrodeposição de seus vapores.

- A hidracina tem sido usada como combustível de foguete e para extrair metais preciosos.

- A amônia é usada para o fertilizante e a indústria farmacêutica. É praticamente uma fonte de nitrogênio reativa, permitindo adicionar os átomos de n a inúmeros compostos (aminatória).

- Arsina foi considerado uma arma química durante a Segunda Guerra Mundial, mantendo -se no lugar do infame Fossgen a gás, Cocl₂.

Referências

1. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica. (Quarta edição). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). Cengage Learning.
3. Química. (30 de abril de 2016). Compostos especiais. Recuperado de: Websterchimics.Blogspot.com
4. Fórmula de Alonso. (2018). H sem metal. Recuperado de: AlonsoFormula.com
5. Wikipedia. (2019). Grupo 14 hidreto. Recuperado de: em.Wikipedia.org
6. O guru da química. (s.F.). Hidretos de nitrogênio. Recuperado de: ThanMistryguru.com