Mittemetallide vesinikuühendid: valemid, struktuur, omadused

Sisukord:

Mittemetallide vesinikuühendid: valemid, struktuur, omadused
Mittemetallide vesinikuühendid: valemid, struktuur, omadused
Anonim

Perioodilisuse tabelis paiknevad mittemetallid ülemises parempoolses kolmnurgas ja rühmanumbri vähenemisel langeb ka nende arv selles. Seitsmendas rühmas (halogeenid) on kõik elemendid mittemetallid. Need on fluor, kloor, broom, jood ja astatiin. Kuigi me viimast ei arvesta, kuna esiteks on see iseenesest radioaktiivne, esineb ta maakoores vaid uraani lagunemise vaheproduktina ja selle laboris saadud ühend HAt (vesinikastatiid) on äärmiselt ebastabiilne ja käitub lahuses erinev alt teistest vesinikhalogeniididest. Kuuendas rühmas on juba vähem mittemetalle (hapnik, väävel, seleen ja telluur, mis on metalloid), viiendas on kolm (lämmastik, fosfor ja arseen), neljandas - kaks (süsinik ja räni)., ja kolmandas on üksik boor. Sama rühma mittemetallide vesinikuühenditel on sarnased keemilised omadused.

Halogeenid

Hüdrohalogeniidid on kõige olulisemad halogeenühendid. Oma omaduste järgi on need anoksiidhapped, mis dissotsieeruvad vees halogeenaniooniks ja vesinikkatiooniks. Kõik need lahustuvad hästi. Keemiline side molekulis aatomite vahel on kovalentne, elektronpaar nihkub elektronegatiivsemana halogeeni poole. Kuna mida kõrgem on perioodilisustabel, seda suurem on aatomi elektronegatiivsusPerioodi vähenedes muutub kovalentne side üha polaarsemaks. Vesinik kannab suuremat osalist positiivset laengut, lahuses on halogeenist kergem lahti saada ehk ühend dissotsieerub täielikum alt ja edukam alt ning hapete tugevus suureneb järjestuses joodilt kloorini. Fluori kohta me ei öelnud, sest selle puhul on täheldatud täpselt vastupidist: vesinikfluoriid (vesinikfluoriidhape) on nõrk ja dissotsieerub lahustes väga halvasti. Seda seletatakse sellise nähtusega nagu vesiniksidemed: vesinik viiakse "võõra" molekuli fluori aatomi elektronkihti ja tekib molekulidevaheline side, mis ei lase ühendil ootuspäraselt dissotsieeruda.

Seda kinnitab selgelt graafik mittemetallide erinevate vesinikuühendite keemistemperatuuridega: nendest eristatakse esimese perioodi elementide - lämmastiku, hapniku ja fluori - ühendeid, millel on vesiniksidemed.

võrdlevad keemispunktid
võrdlevad keemispunktid

Hapnikurühm

Hapniku vesinikuühend on ilmselgelt vesi. Selles pole midagi tähelepanuväärset, välja arvatud see, et erinev alt sarnastes väävlist, seleenist ja telluurist on selles ühendis olev hapnik sp3-hübridisatsioonis – seda tõendab sidemete vaheline sidenurk. kaks sidet vesinikuga. Eeldatakse, et 6. rühma ülejäänud elementide puhul seda ei täheldata välistasemete energiaomaduste suure erinevuse tõttu (vesinikul on 1s, hapnikul 2s, 2p, ülejäänud aga vastav alt 3, 4 ja 5).

sidenurkade võrdlus
sidenurkade võrdlus

Vesiniksulfiid eraldub valkude lagunemisel, seetõttu avaldub see mädamuna lõhnaga, mürgine. Looduses esineb vulkaanilise gaasi kujul, vabaneb elusorganismidest juba mainitud protsesside käigus (mädanemine). Keemias kasutatakse seda tugeva redutseerijana. Kui vulkaanid purskavad, seguneb see vääveldioksiidiga, moodustades vulkaanilise väävli.

Vesinikseleniid ja vesiniktelluriid on samuti gaasid. Jube mürgine ja veel vastikuma lõhnaga kui vesiniksulfiid. Perioodi pikenedes suurenevad redutseerivad omadused ja suureneb ka hapete vesilahuste tugevus.

Lämmastikurühm

Ammoniaak on üks kuulsamaid mittemetallide vesinikuühendeid. Lämmastik on siin ka sp3-hübridisatsioonis, säilitades ühe jagamata elektronipaari, mille tõttu ta seejärel moodustab erinevaid ioonseid ühendeid. Sellel on tugevad taastavad omadused. See on tuntud oma hea võime poolest (sama üksiku elektronpaari tõttu) moodustada komplekse, toimides ligandina. Tuntud on vase, tsingi, raua, koob alti, nikli, hõbeda, kulla ja palju muu ammoniaagi kompleksid.

Fosfiinil – fosfori vesinikuühendil – on veelgi tugevamad redutseerivad omadused. Äärmiselt mürgine, süttib õhu käes spontaanselt. Segus on väikestes kogustes dimeeri.

Arsiin – arseenvesinik. Mürgine, nagu kõik arseeniühendid. Sellel on iseloomulik küüslaugulõhn, mis ilmneb aine osa oksüdeerumise tõttu.

Süsinik ja räni

Metaan – vesiniksüsinikuühend on orgaanilise keemia piiritu ruumi lähtepunkt. Täpselt nii juhtus süsinikuga, sest see võib süsinik-süsinik sidemetega moodustada pikki stabiilseid ahelaid. Selle artikli jaoks tasub öelda, et süsinikuaatomil on siin ka sp3 hübridisatsioon. Metaani peamine reaktsioon on põlemine, mille käigus eraldub suur hulk soojust, mistõttu kasutatakse kütusena metaani (maagaasi).

Siaan on sarnane räniühend. See süttib õhu käes spontaanselt ja põleb läbi. Tähelepanuväärne on see, et see on võimeline moodustama ka süsinikulaadseid ahelaid: näiteks on teada disilane ja trisilane. Probleem on selles, et räni-räni side on palju vähem stabiilne ja ketid purunevad kergesti.

Sünniaeg

Booriga on kõik väga huvitav. Fakt on see, et selle lihtsaim vesinikuühend - boraan - on ebastabiilne ja dimeriseerub, moodustades diboraani. Diboraan süttib õhus spontaanselt, kuid on ise stabiilne, nagu ka mõned järgnevad boraanid, mis sisaldavad ahelas kuni 20 boori aatomit – selles on nad edasi arenenud kui maksimaalselt 8 aatomite arvuga silaanid. Kõik boraanid on mürgised, sealhulgas närvimürgid.

diboraani valem
diboraani valem

Mittemetallide ja metallide vesinikuühendite molekulaarvalemid on kirjutatud ühtemoodi, kuid need erinevad struktuurilt: metallihüdriididel on ioonne struktuur, mittemetallidel kovalentne struktuur.

Soovitan: