Sloučeniny vodíku nekovů: vzorce, struktura, vlastnosti

Obsah:

Sloučeniny vodíku nekovů: vzorce, struktura, vlastnosti
Sloučeniny vodíku nekovů: vzorce, struktura, vlastnosti
Anonim

V periodické tabulce jsou nekovy umístěny v pravém horním trojúhelníku, a když se číslo skupiny sníží, jejich počet v ní také klesne. V sedmé skupině (halogeny) jsou všechny prvky nekovy. Jsou to fluor, chlor, brom, jod a astat. I když to druhé neuvažujeme, protože za prvé je sám o sobě radioaktivní, vyskytuje se v zemské kůře pouze jako meziprodukt rozpadu uranu a jeho sloučenina HAt (astatid vodíku), získaná v laboratoři, je extrémně nestabilní a chová se v roztoku ne jako jiné halogenovodíky. V šesté skupině je již méně nekovů (kyslík, síra, selen a telur, což je metaloid), v páté jsou tři (dusík, fosfor a arsen), ve čtvrté - dva (uhlík a křemík) a ve třetím je osamělý bor. Vodíkové sloučeniny nekovů stejné skupiny mají podobné chemické vlastnosti.

Halogeny

Hydrohalogenidy jsou nejdůležitější halogenové sloučeniny. Podle vlastností se jedná o anoxické kyseliny, disociující ve vodě na halogenový anion a vodíkový kationt. Všechny jsou vysoce rozpustné. Chemická vazba mezi atomy v molekule je kovalentní, elektronový pár je posunut směrem k halogenu jako elektronegativnější. Protože čím vyšší je periodická tabulka, tím větší je elektronegativita atomu, sS klesající periodou se kovalentní vazba stává stále polárnější. Vodík nese větší částečný kladný náboj, v roztoku se snáze odtrhává od halogenu, to znamená, že sloučenina se úplněji a úspěšněji disociuje a síla kyselin roste v řadě od jódu po chlor. Neříkali jsme o fluoru, protože v jeho případě je pozorován pravý opak: fluorovodík (kyselina fluorovodíková) je slabá a v roztocích se velmi špatně disociuje. To se vysvětluje takovým jevem, jako jsou vodíkové vazby: vodík je zaveden do elektronového obalu atomu fluoru „cizí“molekuly a dochází k mezimolekulární vazbě, která nedovolí sloučenině disociovat podle očekávání.

Toto jasně potvrzuje graf s teplotami varu různých vodíkových sloučenin nekovů: odlišují se od nich sloučeniny prvků první periody - dusík, kyslík a fluor - které mají vodíkové vazby.

srovnávací body varu
srovnávací body varu

Kyslíková skupina

Sloučenina vodíku v kyslíku je zjevně voda. Není na tom nic pozoruhodného, kromě toho, že kyslík v této sloučenině, na rozdíl od síry, selenu a teluru v podobných sloučeninách, je v sp3-hybridizaci - o tom svědčí vazebný úhel mezi dvě vazby s vodíkem. Předpokládá se, že toto není pozorováno u zbývajících prvků skupiny 6 kvůli velkému rozdílu v energetických charakteristikách vnějších úrovní (vodík má 1s, kyslík má 2s, 2p, zatímco zbytek má 3, 4 a 5, resp.).

srovnání vazebných úhlů
srovnání vazebných úhlů

Sirovodík se uvolňuje při rozpadu bílkovin, proto se projevuje zápachem zkažených vajec, jedovatý. V přírodě se vyskytuje ve formě sopečného plynu, je uvolňován živými organismy při již zmíněných procesech (hnití). V chemii se používá jako silné redukční činidlo. Když sopky vybuchnou, mísí se s oxidem siřičitým za vzniku sopečné síry.

Selenid vodíku a telurid vodíku jsou také plyny. Strašně jedovatý a má ještě nechutnější zápach než sirovodík. Jak se perioda prodlužuje, zvyšují se redukční vlastnosti a také síla vodných roztoků kyselin.

skupina dusíku

Amoniak je jednou z nejznámějších vodíkových sloučenin nekovů. Dusík je zde také v sp3-hybridizaci, zadržuje jeden nesdílený elektronový pár, díky čemuž pak tvoří různé iontové sloučeniny. Má silné regenerační vlastnosti. Je známá svou dobrou schopností (díky stejnému osamělému elektronovému páru) tvořit komplexy, působící jako ligand. Jsou známé amoniakové komplexy mědi, zinku, železa, kob altu, niklu, stříbra, zlata a mnoha dalších.

Fosfin – vodíková sloučenina fosforu – má ještě silnější redukční vlastnosti. Extrémně toxický, samovolně se vznítí na vzduchu. Obsahuje ve směsi v malých množstvích dimer.

Arsin – arsen vodík. Toxický, jako všechny sloučeniny arsenu. Má charakteristickou česnekovou vůni, která se objevuje v důsledku oxidace části látky.

Uhlík a křemík

Methan - vodíksloučenina uhlíku je výchozím bodem v neomezeném prostoru organické chemie. Přesně to se stalo uhlíku, protože může tvořit dlouhé stabilní řetězce s vazbami uhlík-uhlík. Pro účely tohoto článku stojí za to říci, že atom uhlíku má zde také sp3 hybridizaci. Hlavní reakcí metanu je spalování, při kterém se uvolňuje velké množství tepla, proto se jako palivo používá metan (zemní plyn).

Silan je podobná sloučenina křemíku. Na vzduchu se samovolně vznítí a vyhoří. Je pozoruhodné, že je také schopen tvořit uhlíkové řetězce: jsou známy například disilan a trisilan. Problém je v tom, že vazba křemík-křemík je mnohem méně stabilní a řetězce se snadno lámou.

Bor

S borem je všechno velmi zajímavé. Faktem je, že jeho nejjednodušší sloučenina vodíku - boran - je nestabilní a dimerizuje za vzniku diboranu. Diboran se na vzduchu samovolně vznítí, sám je však stabilní, stejně jako některé následné borany obsahující až 20 atomů boru v řetězci – v tomto pokročily dále než silany s maximálním počtem 8 atomů. Všechny borany jsou jedovaté, včetně nervových látek.

diboranový vzorec
diboranový vzorec

Molekulární vzorce vodíkových sloučenin nekovů a kovů jsou psány stejným způsobem, liší se však strukturou: hydridy kovů mají iontovou strukturu, nekovy mají kovalentní strukturu.

Doporučuje: