Пниктоген гидрид

Аммиак, фосфин и арсин — три простых гидрида пниктогена.

Гидриды пниктогена или пниктиды водорода — это бинарные соединения водорода с пниктогеном ( / ˈ p n ɪ k t ə dʒ ə n / или / ˈ n ɪ k t ə dʒ ə n / ; от древнегреческого : πνῑ́γω «душить» и -gen , «генератор») атомы (элементы 15-й группы: азот , фосфор , мышьяк , сурьма , висмут и московий ), ковалентно связанные с водородом .

Пниктоген тригидриды

Самый простой ряд имеет химическую формулу XH ₃ (реже H ₃ X), где X представляет собой любой из пниктогенов. Они принимают пирамидальную структуру (в отличие от тригонально-планарного расположения гидридов группы 13 ) и поэтому являются полярными. Эти тригидриды пниктогена обычно становятся все более нестабильными и ядовитыми по отношению к более тяжелым элементам.

Сложные имена	Химическая формула	Геометрия	Модель заполнения пространства
гидрид азота нитрид водорода аммиак (приносить)	NH_NH3
гидрид фосфора фосфид водорода фосфин (фосфан)	РН ₃
гидрид мышьяка арсенид водорода арсин (арсан)	AsH_AsH3
гидрид сурьмы антимонид водорода стибин (стибане)	SbH_SbH3
гидрид висмута висмутид водорода висмутин (висмутан)	BiH_БиГ3
гидрид московия водородный московид московский (московане)	McH_McH3

Ниже приведены некоторые свойства тригидридов пниктогена: ^[1]

Свойство	NH_NH3	РН ₃	AsH_AsH3	SbH_SbH3	BiH_БиГ3
Температура плавления (°С)	−77.8	−133.5	−116.3	−88	?
Точка кипения (°С)	−34.5	−87.5	−62.4	−18.4	16,8 (экстраполировано)
Плотность жидкости (г/см ³)	0,683 (-34 ° С)	0,746 (-90 ° С)	1,640 (-64 ° С)	2,204 (-18 ° С)	?
Δ Н ^° _ж /кДж моль ⁻¹	−46.1	+5 ^[2]	+66.4	+145.1	+277.8
Расстояние (X – H)/пм	101.7	141.9	151.9	170.7	177.59
Угол H–X–H	107.8°	93.6°	91.8°	91.3°	90.48°

Эти газы не имеют запаха в чистом виде, а приобретают его при контакте с воздухом. Аммиак имеет печально известный интенсивный запах, напоминающий запах мочи и/или рыбы , обычно являющийся результатом разложения мочевины . Фосфин пахнет рыбой или чесноком, а стибин — тухлыми яйцами, похожими на сероводород и селенид .

Тетрагидриды дипниктогена

Тетрагидриды дипниктогена имеют химическую формулу Х ₂ Ч ₄ . Они, как правило, менее стабильны, чем тригидриды, и обычно разлагаются до тригидрида и пниктогена.

Сложные имена	Химическая формула	Геометрия	Модель заполнения пространства
гидрид динитрогида гидразин (диазан)	Н ₂ Ч ₄
гидрид дифосфора дифосфин ( дифосфан )	P ₂H ₄
гидрид димышьяка ^[1] диарсин (диарсане)	As ₂H ₄

Высшие производные

Полифосфаны существуют с формулой P _n H _{n +2} ( n = 1–9). Линейные и разветвленные изомеры P ₄ H ₆ не были обнаружены. Известны другие циклические и конденсированные серии полифосфанов, от PnHn _что 85 _, на ₁₉₉₇ год _{составило до PnHn-18} известных фосфанов. ^[3]

Характеристики

Нециклические пниктиды водорода имеют формулу X _n H _n+2 .

Нерастворимый в воде, но растворимый в органических жидкостях (а также в сероуглероде и трихлоруксусной кислоте ), фосфин является восстановителем. ^[3]

Модели фосфанов длин 3 и 4

Аммиак производится в промышленных масштабах в самых больших масштабах среди всех соединений. Как и у воды, водородные связи приводят к более высокой температуре плавления и кипения по сравнению с другими гидридами пниктогена, хотя 26% теряется при плавлении, еще 7% - при нагревании жидкости до кипения, а оставшиеся 67% - при кипении. Другими эффектами водородной связи являются высокая диэлектрическая проницаемость, а также низкие значения плотности, вязкости и электропроводности. Как и вода, это превосходный и часто используемый ионизирующий растворитель. ^[4] более двадцати других гидридов азота Известно , наиболее важными из которых являются гидразин (N ₂ H ₄ ) и азид водорода (HN ₃ ). Гидразин обладает физическими свойствами, удивительно похожими на свойства воды: его температуры плавления и кипения составляют 2,0 °С и 113,5 °С, плотность твердого вещества при -5 °С составляет 1,146 г/см. ³, а у жидкости при 25 °C — 1,00 г/см. ³. ^[5] Азаны и представляют собой ряд, включающий аммиак, гидразин триазан .

Фосфин, токсичный бесцветный газ, является наиболее стабильным гидридом фосфора.

Арсин, стибин и висмутин — высокотоксичные, термически нестабильные и бесцветные газы. Никаких заметных водородных связей не обнаружено в фосфине, арсине, стибине или висмутине, и нет заметной тенденции к диссоциации, как аммиак, на MH. ⁺
₄ и МХ ⁻
₂ (М = Р, Ас, Сб, Би). Гидриды пниктогена уплотняются вниз по группе, длины связей M–H увеличиваются, а валентный угол H–M–H несколько уменьшается. Стандартные энтальпии образования отражают возрастающую термическую нестабильность при движении вниз по группе. Арсин разлагается на мышьяк и водород при 250–300 ° C, стибин на сурьму и водород при комнатной температуре, а висмутин на висмут и водород при температуре выше -45 ° C. Арсин и стибин очень легко окисляются до триоксида мышьяка или сурьмы и воды; аналогичная реакция происходит с серой или селеном . Реакция с металлами при повышенных температурах приводит к образованию арсенидов и антимонидов. Известно несколько низших гидридов, например As ₂ H ₄ , но они еще более нестабильны и их свойства неизвестны. ^[1]

Имидоген , радикал, состоящий из одного атома водорода и одного атома азота (NH), можно классифицировать как гидрид пниктогена.

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с Гринвуд и Эрншоу, стр. 557–8.
^ Зумдал, Стивен С. (2009). Химические принципы (6-е изд.). Хоутон Миффлин. п. А22. ISBN 978-0-618-94690-7 .
^ Jump up to: ^а ^б Гринвуд и Эрншоу, стр. 492–3.
^ Гринвуд и Эрншоу, стр. 420–4.
^ Гринвуд и Эрншоу, стр. 426–7.

Библиография

Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8 .

[Greenwood557-1] Jump up to: ^а ^б ^с Гринвуд и Эрншоу, стр. 557–8.

[b1-2] Зумдал, Стивен С. (2009). Химические принципы (6-е изд.). Хоутон Миффлин. п. А22. ISBN 978-0-618-94690-7 .

[Greenwood492-3] Jump up to: ^а ^б Гринвуд и Эрншоу, стр. 492–3.

[Greenwood420-4] Гринвуд и Эрншоу, стр. 420–4.

[Greenwood426-5] Гринвуд и Эрншоу, стр. 426–7.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]