특별한 화합물은 carbonoids 및 nitrogenoids의 공유 소화물로 구성 모든입니다. 이들은 카보 나이드 또는 14 족 원소의 경우 화학식 EH 4 , 질소화물 또는 15 족 원소의 경우 화학식 EH 3 을 갖는 화합물입니다.
일부 화학자들이이 수 소화물을 특수 화합물이라고 부르는 이유는 명확하지 않습니다. 이 이름은 상대적 일 수 있지만 H 2 O 가 그들 중에서 발견되지 않는다는 사실을 무시하고 일부는 매우 불안정하고 드물기 때문에 그러한 한정자에 합당 할 수 있습니다.
Carboid 및 질소 수 소화물. 출처 : Gabriel Bolívar.
두 개의 수 소화물 분자 EH 4 (왼쪽) 및 EH 3 (오른쪽) 이 구 및 막대 모델과 함께 상단 이미지에 표시됩니다 . EH 4 수 소화물 은 사면체이고 EH 3 은 삼각 피라미드 기하학을 가지며 중앙 E 원자 위에 한 쌍의 전자가 있습니다.
14 번과 15 번 그룹으로 내려 가면 중심 원자가 성장하고 분자가 더 무겁고 불안정 해집니다. EH 결합은 궤도의 빈약 한 겹침으로 인해 약화되기 때문입니다. 더 무거운 수 소화물은 아마도 진정한 특수 화합물 일 수 있으며 , 예를 들어 CH 4 는 본질적으로 상당히 풍부합니다.
특수 화합물의 특성
특수 화합물을 두 개의 정의 된 공유 수 소화물 그룹으로 나누면 그 특성에 대한 간략한 설명이 별도로 제공됩니다.
카르 보 노이드
처음에 언급했듯이 공식은 EH 4 이며 사면체 분자로 구성됩니다. 이러한 수 소화물 중 가장 간단한 것은 CH 4 이며 역설적이게도 탄화수소로 분류됩니다. 이 분자에서 가장 중요한 것은 CH 결합의 상대적 안정성입니다.
또한, CC 채권 CH 원인이 매우 강하다 4 탄화수소의 가족을 형성하기 위해 연결될 수. 이런 식으로 길이가 길고 CH 결합이 많은 CC 체인이 발생합니다.
더 무거운 대응 물과 동일하지 않습니다. 예를 들어, SiH 4 는 매우 불안정한 Si-H 결합을 가지고있어이 가스를 수소 자체보다 반응성이 더 높은 화합물로 만듭니다. 더욱이 이들의 연결은 매우 효율적이거나 안정적이지 않아 기껏해야 10 개의 원자로 이루어진 Si-Si 사슬을 생성합니다.
이러한 연결 생성물 중에는 헥사 하이드 라이드 , E 2 H 6 : C 2 H 6 (에탄), Si 2 H 6 (디 실란), Ge 2 H 6 (다이제스트 만) 및 Sn 2 H 6 (디 스타 난)이 있습니다.
다른 수 소화물 : GeH 4 , SnH 4 및 PbH 4 는 훨씬 더 불안정하고 폭발성 가스이며 환원 작용을 활용합니다. PbH 4 는 반응성이 너무 커서 제대로 얻을 수 없기 때문에 이론적 화합물로 간주됩니다.
질소화물
질소 수 소화물 또는 그룹 15의 측면에서 삼각 피라미드 분자 EH 3를 찾습니다 . 이러한 화합물은 또한 기체 상태이고 불안정하며 무색이며 독성이 있습니다. 그러나 EH 4 보다 더 다양하고 유용합니다 .
예를 들어, 가장 단순한 NH 3 는 가장 산업적으로 생산되는 화합물 중 하나이며 불쾌한 냄새가 매우 잘 나타납니다. 산도 3 의 부분은 마늘과 생선 냄새, 그리고 화산재 3 썩은 달걀 냄새.
모든 EH 3 분자 는 염기성입니다. 그러나 NH 3 는 질소의 더 높은 전기 음성 도와 전자 밀도로 인해 가장 강력한 염기가되는이 특성에서 왕관을 씁니다.
NH 3 은 CH 4 와 마찬가지로 훨씬 적은 정도로만 연결될 수 있습니다 . 히드라진, N 2 H 4 (H 2 N-NH 2 ) 및 트리아 잔, N 3 H 5 (H 2 N-NH-NH 2 )는 질소의 결합으로 인한 화합물의 예입니다.
유사하게, 하이드 라이드 PH 3 및 AsH 3은 연결되어 각각 P 2 H 4 (H 2 P-PH 2 ) 및 As 2 H 4 (H 2 As-AsH 2 )를 생성합니다.
명명법
이러한 특수 화합물의 이름을 지정하기 위해 대부분의 경우 기존 및 IUPAC의 두 가지 명명법이 사용됩니다. 수 소화물 아래 EH 4 및 EH 3은 각각의 공식과 이름으로 분류됩니다.
-CH 4 : 메탄.
-SiH 4 : 실란.
-GeH 4 : 독일어.
-SnH 4 : stannane .
-PbH 4 : 플럼 반.
-NH 3 : 암모니아 (전통), 아자 노 (IUPAC).
-PH 3 : 포스 핀, 포스 판.
-의 AsH3 3 : 아르 신, arsan.
-SbH 3 : stibnite, stiban.
- BIH 3 : bismutane을 bismutin.
물론 체계적이고 스톡 명명법도 사용할 수 있습니다. 첫 번째는 그리스 접두사 di, tri, tetra 등으로 수소 원자의 수를 지정합니다. CH 4는 이 명칭 탄소 tetrahydride에 따라 호출 할 올 것입니다. 재고 명명법에 따르면 CH 4 는 탄소 (IV) 수 소화물이라고합니다.
훈련
이러한 각 특수 화합물은 산업 규모, 실험실 및 생물학적 공정에서 다양한 제조 방법을 제공합니다.
카르 보 노이드
메탄은 고압과 온도가 고 분자량의 탄화수소를 분해하는 다양한 생물학적 현상에 의해 형성됩니다.
그것은 기름과 평형을 이루는 거대한 가스 주머니에 축적됩니다. 또한 북극의 깊숙한 곳에서는 clathrates라고 불리는 얼음 결정으로 둘러싸여 있습니다.
실란은 덜 풍부하며 생산되는 많은 방법 중 하나는 다음 화학 방정식으로 표시됩니다.
6H 2 (g) + 3SiO 2 (g) + 4Al (s) → 3SiH 4 (g) + 2Al 2 O 3 (s)
GeH 4에 관해서 는 다음 화학 방정식에 따라 실험실 수준에서 합성됩니다.
Na 2 GeO 3 + NaBH 4 + H 2 O → GeH 4 + 2 NaOH + NaBO 2
그리고 SnH 4 는 THF (tetrahydrofuran) 매질에서 KAlH 4 와 반응 할 때 형성됩니다 .
질소화물
CH 4 와 같은 암모니아 는 자연에서, 특히 우주 공간에서 결정 형태로 형성 될 수 있습니다. NH 3 를 얻는 주요 과정 은 다음 화학 방정식으로 표현되는 Haber-Bosch 과정을 통해 이루어집니다.
3 H 2 (g) + N 2 (g) → 2 NH 3 (g)
프로세스는 NH의 형성을 촉진하기 위해 높은 온도 및 압력,뿐만 아니라 촉매의 사용을 포함한다 (3) .
백린 탄을 수산화 칼륨으로 처리하면 포스 핀이 생성됩니다.
3 KOH + P 4 + 3 H 2 O → 3 KH 2 PO 2 + PH 3
아르 신은 금속 비소가 산과 반응하거나 비소 염이 나트륨 보로 하이드 라이드로 처리 될 때 형성됩니다.
Na 3 As + 3 HBr → AsH 3 + 3 NaBr
4 AsCl 3 + 3 NaBH 4 → 4 AsH 3 + 3 NaCl + 3 BCl 3
메틸 비 스무 틴이 불균형 한 경우 비 스무 틴 :
3 BiH 2 CH 3 → 2 BiH 3 + Bi (CH 3 ) 3
응용
마지막으로 이러한 특수 화합물의 여러 용도 중 일부가 언급됩니다.
-메탄은 요리 용 가스로 사용되는 화석 연료입니다.
-실란은 알켄 및 / 또는 알킨의 이중 결합을 추가하여 유기 규소 화합물의 유기 합성에 사용됩니다. 또한 반도체 제조 과정에서 실리콘을 증착 할 수 있습니다.
-SiH 4 와 마찬가지로 게르만은 반도체에서 Ge 원자를 필름으로 추가하는 데에도 사용됩니다. 증기의 전착에 의해 실리콘 표면에 Sb 원자를 추가하는 stibine에도 동일하게 적용됩니다.
-히드라진은 로켓 연료 및 귀금속 추출에 사용되었습니다.
-암모니아는 비료 및 제약 산업을 대상으로합니다. 사실상 질소의 반응성 공급원으로 무수한 화합물 (아 민화)에 N 원자를 추가 할 수 있습니다.
-아르 신은 제 2 차 세계 대전 중 화학 무기로 간주되어 악명 높은 포스겐 가스 인 COCl 2 가 그 자리에 남았습니다 .
참고 문헌
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