Vodíkové zlúčeniny nekovov: vzorce, štruktúra, vlastnosti

Obsah:

Vodíkové zlúčeniny nekovov: vzorce, štruktúra, vlastnosti
Vodíkové zlúčeniny nekovov: vzorce, štruktúra, vlastnosti
Anonim

V periodickej tabuľke sú nekovy umiestnené v pravom hornom trojuholníku a keď sa číslo skupiny zníži, klesne aj ich počet v nej. V siedmej skupine (halogény) sú všetky prvky nekovy. Ide o fluór, chlór, bróm, jód a astatín. Hoci to posledné neuvažujeme, keďže po prvé je sám o sebe rádioaktívny, vyskytuje sa v zemskej kôre len ako medziprodukt rozpadu uránu a jeho zlúčenina HAt (astatid vodíka), získaná v laboratóriu, je extrémne nestabilný a správa sa v roztoku nie ako iné halogenovodíky. V šiestej skupine je už menej nekovov (kyslík, síra, selén a telúr, čo je metaloid), v piatej sú tri (dusík, fosfor a arzén), v štvrtej - dva (uhlík a kremík) a v treťom je osamelý bór. Vodíkové zlúčeniny nekovov rovnakej skupiny majú podobné chemické vlastnosti.

Halogény

Hydrohalogenidy sú najdôležitejšie halogénové zlúčeniny. Podľa ich vlastností ide o anoxické kyseliny, disociujúce sa vo vode na halogénový anión a vodíkový katión. Všetky sú vysoko rozpustné. Chemická väzba medzi atómami v molekule je kovalentná, elektrónový pár je posunutý smerom k halogénu ako viac elektronegatívny. Pretože čím vyššia je periodická tabuľka, tým väčšia je elektronegativita atómu, sS klesajúcou periódou sa kovalentná väzba stáva čoraz polárnejšou. Vodík nesie väčší čiastkový kladný náboj, v roztoku sa ľahšie oddeľuje od halogénu, to znamená, že zlúčenina sa úplnejšie a úspešnejšie disociuje a sila kyselín sa zvyšuje v sérii od jódu po chlór. Nehovorili sme o fluóre, pretože v jeho prípade sa pozoruje presný opak: fluorovodík (kyselina fluorovodíková) je slabá a v roztokoch sa veľmi zle disociuje. Vysvetľuje sa to javom, akým sú vodíkové väzby: vodík sa zavedie do elektrónového obalu atómu fluóru „cudzej“molekuly a vznikne medzimolekulová väzba, ktorá nedovolí zlúčenine disociovať podľa očakávania.

Toto jasne potvrdzuje graf s teplotami varu rôznych vodíkových zlúčenín nekovov: odlišujú sa od nich zlúčeniny prvkov prvej periódy - dusík, kyslík a fluór - ktoré majú vodíkové väzby.

porovnávacie body varu
porovnávacie body varu

Kyslíková skupina

Vodíkovou zlúčeninou kyslíka je zjavne voda. Nie je na tom nič pozoruhodné, okrem toho, že kyslík v tejto zlúčenine, na rozdiel od síry, selénu a telúru v podobných zlúčeninách, je v sp3-hybridizácii - o tom svedčí väzbový uhol medzi dve väzby s vodíkom. Predpokladá sa, že to nie je pozorované pre zvyšné prvky skupiny 6 kvôli veľkému rozdielu v energetických charakteristikách vonkajších úrovní (vodík má 1s, kyslík má 2s, 2p, zatiaľ čo zvyšok má 3, 4 a 5, resp.).

porovnanie väzobných uhlov
porovnanie väzobných uhlov

Pri rozklade bielkovín sa uvoľňuje sírovodík, preto sa prejavuje zápachom po skazených vajciach, jedovatých. V prírode sa vyskytuje vo forme sopečného plynu, uvoľňujú ho živé organizmy pri už spomínaných procesoch (hnití). V chémii sa používa ako silné redukčné činidlo. Keď vybuchnú sopky, zmieša sa s oxidom siričitým za vzniku sopečnej síry.

Selenid vodíka a telurid vodíka sú tiež plyny. Strašne jedovaté a majú ešte odpornejší zápach ako sírovodík. So zvyšujúcou sa periódou sa zvyšujú redukčné vlastnosti, zvyšuje sa aj sila vodných roztokov kyselín.

skupina dusíka

Amoniak je jednou z najznámejších zlúčenín vodíka nekovov. Dusík je tu tiež v sp3-hybridizácii, pričom si zachováva jeden nezdieľaný elektrónový pár, vďaka čomu potom vytvára rôzne iónové zlúčeniny. Má silné regeneračné vlastnosti. Je známy svojou dobrou schopnosťou (v dôsledku rovnakého osamelého elektrónového páru) vytvárať komplexy pôsobiace ako ligand. Sú známe amoniakové komplexy medi, zinku, železa, kob altu, niklu, striebra, zlata a mnoho ďalších.

Fosfín – vodíková zlúčenina fosforu – má ešte silnejšie redukčné vlastnosti. Mimoriadne toxický, samovoľne sa vznieti na vzduchu. Obsahuje dimér prítomný v zmesi v malých množstvách.

Arzín – vodík arzénu. Jedovatý, ako všetky zlúčeniny arzénu. Má charakteristickú cesnakovú vôňu, ktorá sa objavuje v dôsledku oxidácie časti látky.

Uhlík a kremík

Metán – vodíkzlúčenina uhlíka je východiskovým bodom v bezhraničnom priestore organickej chémie. To je presne to, čo sa stalo uhlíku, pretože môže vytvárať dlhé stabilné reťazce s väzbami uhlík-uhlík. Na účely tohto článku stojí za to povedať, že atóm uhlíka tu má tiež hybridizáciu sp3. Hlavnou reakciou metánu je spaľovanie, pri ktorom sa uvoľňuje veľké množstvo tepla, preto sa ako palivo používa metán (zemný plyn).

Silan je podobná zlúčenina kremíka. Na vzduchu sa samovoľne zapáli a vyhorí. Je pozoruhodné, že je tiež schopný tvoriť uhlíkové reťazce: známe sú napríklad disilán a trisilán. Problém je v tom, že väzba kremík-kremík je oveľa menej stabilná a reťazce sa ľahko lámu.

Bor

S bórom je všetko veľmi zaujímavé. Faktom je, že jeho najjednoduchšia vodíková zlúčenina - bóran - je nestabilná a dimerizuje, pričom vzniká diborán. Diboran sa na vzduchu samovoľne vznieti, ale sám je stabilný, rovnako ako niektoré následné bórany obsahujúce až 20 atómov bóru v reťazci – v tomto pokročili ďalej ako silány s maximálnym počtom 8 atómov. Všetky borany sú jedovaté, vrátane nervových látok.

diboranový vzorec
diboranový vzorec

Molekulové vzorce vodíkových zlúčenín nekovov a kovov sa píšu rovnakým spôsobom, líšia sa však štruktúrou: hydridy kovov majú iónovú štruktúru, nekovy majú kovalentnú štruktúru.

Odporúča: