Ενώσεις υδρογόνου μη μετάλλων: τύποι, δομή, ιδιότητες

Πίνακας περιεχομένων:

Ενώσεις υδρογόνου μη μετάλλων: τύποι, δομή, ιδιότητες
Ενώσεις υδρογόνου μη μετάλλων: τύποι, δομή, ιδιότητες
Anonim

Στον περιοδικό πίνακα, τα αμέταλλα βρίσκονται στο πάνω ορθογώνιο τρίγωνο και όταν ο αριθμός της ομάδας μειώνεται, ο αριθμός τους σε αυτόν επίσης πέφτει. Στην έβδομη ομάδα (αλογόνα), όλα τα στοιχεία είναι αμέταλλα. Αυτά είναι το φθόριο, το χλώριο, το βρώμιο, το ιώδιο και η αστατίνη. Αν και δεν θεωρούμε το τελευταίο, αφού, πρώτον, είναι ραδιενεργό από μόνο του, εμφανίζεται στον φλοιό της γης μόνο ως ενδιάμεσο προϊόν της διάσπασης του ουρανίου και η ένωση του HAt (αστατίδιο υδρογόνου), που λαμβάνεται στο εργαστήριο, είναι εξαιρετικά ασταθές και συμπεριφέρεται σε διάλυμα όχι όπως άλλα υδραλογονίδια. Στην έκτη ομάδα υπάρχουν ήδη λιγότερα αμέταλλα (οξυγόνο, θείο, σελήνιο και τελλούριο, που είναι μεταλλοειδές), στην πέμπτη υπάρχουν τρία (άζωτο, φώσφορος και αρσενικό), στην τέταρτη - δύο (άνθρακας και πυρίτιο), και στο τρίτο υπάρχει ένα μοναχικό βόριο. Οι ενώσεις υδρογόνου μη μετάλλων της ίδιας ομάδας έχουν παρόμοιες χημικές ιδιότητες.

Αλογόνα

Οι υδραλογονίδια είναι οι πιο σημαντικές ενώσεις αλογόνου. Σύμφωνα με τις ιδιότητές τους, αυτά είναι ανοξικά οξέα, που διασπώνται στο νερό σε ένα ανιόν αλογόνου και ένα κατιόν υδρογόνου. Όλα τους είναι εξαιρετικά διαλυτά. Ο χημικός δεσμός μεταξύ των ατόμων στο μόριο είναι ομοιοπολικός, το ζεύγος ηλεκτρονίων μετατοπίζεται προς το αλογόνο ως πιο ηλεκτραρνητικό. Δεδομένου ότι όσο υψηλότερος είναι ο περιοδικός πίνακας, τόσο μεγαλύτερη είναι η ηλεκτραρνητικότητα του ατόμου, μεΚαθώς η περίοδος μειώνεται, ο ομοιοπολικός δεσμός γίνεται όλο και πιο πολικός. Το υδρογόνο φέρει μεγαλύτερο μερικό θετικό φορτίο, σε διάλυμα είναι ευκολότερο να απομακρυνθεί από το αλογόνο, δηλαδή η ένωση διασπάται πληρέστερα και πιο επιτυχημένα και η ισχύς των οξέων αυξάνεται στη σειρά από ιώδιο σε χλώριο. Για το φθόριο δεν είπαμε, γιατί στην περίπτωσή του παρατηρείται ακριβώς το αντίθετο: το υδροφθορικό (υδροφθορικό οξύ) είναι ασθενές και διασπάται πολύ άσχημα στα διαλύματα. Αυτό εξηγείται από ένα φαινόμενο όπως οι δεσμοί υδρογόνου: το υδρογόνο εισάγεται στο ηλεκτρονιακό κέλυφος του ατόμου φθορίου ενός «ξένου» μορίου και εμφανίζεται ένας διαμοριακός δεσμός που δεν επιτρέπει στην ένωση να διαχωριστεί όπως αναμένεται.

Αυτό επιβεβαιώνεται ξεκάθαρα από το γράφημα με τα σημεία βρασμού διάφορων ενώσεων υδρογόνου από μη μέταλλα: από αυτές διακρίνονται ενώσεις στοιχείων της πρώτης περιόδου -άζωτο, οξυγόνο και φθόριο- που έχουν δεσμούς υδρογόνου.

συγκριτικά σημεία βρασμού
συγκριτικά σημεία βρασμού

Ομάδα οξυγόνου

Η ένωση υδρογόνου του οξυγόνου είναι προφανώς νερό. Δεν υπάρχει τίποτα αξιοσημείωτο σε αυτό, εκτός από το ότι το οξυγόνο σε αυτήν την ένωση, σε αντίθεση με το θείο, το σελήνιο και το τελλούριο σε παρόμοια, βρίσκεται σε sp3-υβριδισμό - αυτό αποδεικνύεται από τη γωνία δεσμού μεταξύ των δύο δεσμούς με υδρογόνο. Υποτίθεται ότι αυτό δεν παρατηρείται για τα υπόλοιπα στοιχεία της ομάδας 6 λόγω της μεγάλης διαφοράς στα ενεργειακά χαρακτηριστικά των εξωτερικών επιπέδων (το υδρογόνο έχει 1s, το οξυγόνο έχει 2s, 2p, ενώ τα υπόλοιπα έχουν 3, 4 και 5, αντίστοιχα).

σύγκριση γωνιών δεσμού
σύγκριση γωνιών δεσμού

Το υδρόθειο απελευθερώνεται κατά την αποσύνθεση των πρωτεϊνών, επομένως εκδηλώνεται με τη μυρωδιά των σάπιων αυγών, δηλητηριώδη. Εμφανίζεται στη φύση με τη μορφή ηφαιστειακού αερίου, απελευθερώνεται από ζωντανούς οργανισμούς κατά τις διαδικασίες που ήδη αναφέρθηκαν (σήψη). Στη χημεία χρησιμοποιείται ως ισχυρός αναγωγικός παράγοντας. Όταν τα ηφαίστεια εκρήγνυνται, αναμιγνύεται με το διοξείδιο του θείου για να σχηματίσει ηφαιστειακό θείο.

Το σεληνίδιο του υδρογόνου και το τελλουρίδιο του υδρογόνου είναι επίσης αέρια. Τρομερά δηλητηριώδες και έχουν ακόμα πιο αποκρουστική μυρωδιά από το υδρόθειο. Καθώς αυξάνεται η περίοδος, αυξάνονται οι αναγωγικές ιδιότητες, αυξάνει και η ισχύς των υδατικών διαλυμάτων οξέων.

ομάδα αζώτου

Η αμμωνία είναι μια από τις πιο διάσημες ενώσεις υδρογόνου των μη μετάλλων. Το άζωτο εδώ βρίσκεται επίσης σε sp3-υβριδισμό, διατηρώντας ένα μη κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων, λόγω του οποίου στη συνέχεια σχηματίζει διάφορες ιοντικές ενώσεις. Έχει ισχυρές αναπλαστικές ιδιότητες. Είναι γνωστό για την καλή του ικανότητα (λόγω του ίδιου μοναχικού ζεύγους ηλεκτρονίων) να σχηματίζει σύμπλοκα, ενεργώντας ως συνδέτης. Είναι γνωστά σύμπλοκα αμμωνίας από χαλκό, ψευδάργυρο, σίδηρο, κοβάλτιο, νικέλιο, ασήμι, χρυσό και πολλά άλλα.

Η φωσφίνη - μια ένωση υδρογόνου του φωσφόρου - έχει ακόμη ισχυρότερες αναγωγικές ιδιότητες. Εξαιρετικά τοξικό, αναφλέγεται αυθόρμητα στον αέρα. Περιέχει ένα διμερές στο μείγμα σε μικρές ποσότητες.

Αρσίνη - αρσενικό υδρογόνο. Τοξικό, όπως όλες οι ενώσεις αρσενικού. Έχει χαρακτηριστική μυρωδιά σκόρδου, η οποία εμφανίζεται λόγω της οξείδωσης ενός μέρους της ουσίας.

Άνθρακας και πυρίτιο

Μεθάνιο - υδρογόνοη ένωση του άνθρακα είναι το σημείο εκκίνησης στον απεριόριστο χώρο της οργανικής χημείας. Αυτό ακριβώς συνέβη με τον άνθρακα, γιατί μπορεί να σχηματίσει μακριές σταθερές αλυσίδες με δεσμούς άνθρακα-άνθρακα. Για τους σκοπούς αυτού του άρθρου, αξίζει να πούμε ότι το άτομο άνθρακα έχει επίσης υβριδισμό sp3 εδώ. Η κύρια αντίδραση του μεθανίου είναι η καύση, κατά την οποία απελευθερώνεται μεγάλη ποσότητα θερμότητας, γι' αυτό και το μεθάνιο (φυσικό αέριο) χρησιμοποιείται ως καύσιμο.

Το σιλάνιο είναι μια παρόμοια ένωση πυριτίου. Αναφλέγεται αυθόρμητα στον αέρα και καίγεται. Αξίζει να σημειωθεί ότι είναι επίσης ικανό να σχηματίζει αλυσίδες που μοιάζουν με άνθρακα: για παράδειγμα, το δισιλάνιο και το τρισιλάνιο είναι γνωστά. Το πρόβλημα είναι ότι ο δεσμός πυριτίου-πυριτίου είναι πολύ λιγότερο σταθερός και οι αλυσίδες σπάνε εύκολα.

Bor

Με το βόριο όλα είναι πολύ ενδιαφέροντα. Το γεγονός είναι ότι η απλούστερη ένωση υδρογόνου του - βοράνιο - είναι ασταθής και διμερίζεται, σχηματίζοντας διβοράνιο. Το διβοράνιο αναφλέγεται αυθόρμητα στον αέρα, αλλά είναι από μόνο του σταθερό, όπως και μερικά επόμενα βοράνια που περιέχουν έως και 20 άτομα βορίου σε μια αλυσίδα - σε αυτό έχουν προχωρήσει περισσότερο από τα σιλάνια με μέγιστο αριθμό 8 ατόμων. Όλα τα βοράνια είναι δηλητηριώδη, συμπεριλαμβανομένων των νευρικών παραγόντων.

τύπος διβορανίου
τύπος διβορανίου

Οι μοριακοί τύποι των ενώσεων υδρογόνου των μη μετάλλων και των μετάλλων γράφονται με τον ίδιο τρόπο, αλλά διαφέρουν ως προς τη δομή: τα υδρίδια μετάλλων έχουν ιοντική δομή, τα αμέταλλα έχουν ομοιοπολική δομή.

Συνιστάται: