Группа 14 гидрид
Гидриды 14 группы — химические соединения, состоящие из атомов водорода и атомов 14 группы (элементы 14 группы — углерод , кремний , германий , олово , свинец и флеровий ).
Тетрагидриды
[ редактировать ]Ряд тетрагидридов имеет химическую формулу XH 4 , где X представляет собой любой представитель семейства углерода. Метан обычно является результатом разложения органических веществ и является парниковым газом . Остальные гидриды обычно представляют собой нестабильные и ядовитые гидриды металлов .
Они принимают пирамидальную структуру и как таковые не являются полярными молекулами, как другие гидриды p-блока .
В отличие от других легких гидридов, таких как аммиак , вода и фторид водорода , метан не проявляет каких-либо аномальных эффектов, связанных с водородными связями , и поэтому его свойства хорошо соответствуют преобладающей тенденции более тяжелых гидридов группы 14.
| Сложный | Химическая формула | Молекулярная геометрия | Модель заполнения пространства |
|---|---|---|---|
| тетрагидрид углерода карбид водорода метан (карбан) | СН 4 |  |  |
| тетрагидрид кремния силицид водорода (силан) | СиХ 4 |  |  |
| тетрагидрид германия германид водорода (уместно) | ГэХ 4 |  |  |
| тетрагидрид олова станнид водорода (станнан) | СнХ 4 |  |  |
| тетрагидрид свинца плюбид водорода (пуля) | ПбХ 4 |  |  |
| тетрагидрид флеровия флеровид водорода (расклешенный) | ФлХ 4 |
Гексагидриды
[ редактировать ]Этот ряд имеет химическую формулу Х 2 Ч 6 . Этан обычно встречается вместе с метаном в природном газе . Другие гидриды химической формулы X 2 H 6 менее стабильны, чем соответствующие тетрагидриды. XH 4 , и они становятся все более и менее стабильными по мере перехода X от углерода (этан C 2 H 6 стабилен) вплоть до свинца (или флеровия ) в таблице Менделеева (диплюмбан Pb 2 H 6 неизвестен [1] ).
| Сложный | Химическая формула | Молекулярная геометрия | Модель заполнения пространства |
|---|---|---|---|
| Этан (гексагидрид диуглерода) (дикарбан) | С 2 Ч 6 |  |  |
| Дисилан (гексагидрид дисилиция) | Си 2 Н 6 |  |  |
| Экскаваторы (дигерманий гексагидрид) | Ге 2 Н 6 |  |  |
| Дистаннан (дитин гексагидрид) | Сн 2 Н 6 |  |  |
| Выпускники (дисвинец гексагидрид) | Pb2HPb2H6 |  |  |
| Разные (гексагидрид дифлеровия) | Фл 2 Ч 6 |
Высшая группа 14 гидридов
[ редактировать ]Все гидриды насыщенной группы 14 с прямой цепью имеют формулу X n H 2 n +2 , та же формула для алканов .
Известны многие другие гидриды группы 14. Углерод образует огромное разнообразие углеводородов (к числу простейших алканов относятся метан СН 4 , этан C 2 H 6 , пропан C 3 H 8 , бутан C 4 H 10 , пентан C 5 H 12 и гексан C 6 H 14 , с широким спектром применения. Есть еще полиэтилен. (CH 2 ) n , где n очень велико, стабильный углеводородный полимер, наиболее часто производимый пластик . [2] К углеводородам относятся также алкены , которые содержат двойную связь между атомами углерода (например, этилен H 2 C=CH 2 ), алкины , содержащие тройную связь между атомами углерода (например, ацетилен H-C≡C-H ), циклические и разветвленные углеводороды (например, циклогексан C 6 H 12 , лимонен C 10 H 16 , который представляет собой циклический углеводород с двойными связями между атомами углерода, и неопентан. C(CH 3 ) 4 , который представляет собой разветвленный углеводород), а также ароматические углеводороды, такие как бензол. C 6 H 6 и толуол C 6 H 5 −CH 3 ), изучение которых составляет ядро органической химии . [3]
Наряду с водородом углерод может образовывать соединения с химически близкими галогенами , образуя галогеналканы . Простейшие из этого ряда, галогенметаны , содержат такие соединения, как дихлорметан. CH 2 Cl 2 , хлороформ CHCl 3 и йодоформ ЧИ 3 . Другие такие важные химические вещества включают винилхлорид. H 2 C=CHCl , который используется в производстве ПВХ .
Остальные элементы группы 14 имеют меньшую склонность к объединению. Гидрокремний ( бинарные кремний-водородные соединения ), кремниевые аналоги углеводородов, например силаны . Si n H 2 n +2 известны для n = 1–8, при которых термическая стабильность снижается с увеличением n (например, силан SiH 4 и дисилан Si 2 H 6 ), а также циклосиланы (например, циклопентасилан Si 5 H 10 и циклогексасилан Си 6 Н 12 ). Это очень реакционноспособные пирофорные бесцветные газы или летучие жидкости. По летучести они занимают промежуточное положение между алканами и германами. [4] Ненасыщенные силаны, силены и силины , были охарактеризованы спектроскопически. Первые члены каждого соответственно являются дисиленами. H 2 Si=SiH 2 и дизилин H−Si≡Si−H — кремниевые аналоги этилена и ацетилена соответственно.
Первые пять гидрогерманий Ge n H 2 n +2 известны и очень похожи на гидросиликоны, [5] например, уместно GeH 4 и дигерман Ge 2 H 6 . Это германиевые аналоги алканов.
Станнан SnH 4 , сильный восстановитель, медленно разлагается при комнатной температуре на олово и газообразный водород и разлагается концентрированными водными кислотами или щелочами; далекий , Sn 2 H 6 еще более нестабилен, а более длинные гидроолова (гидроолова) неизвестны. Станнан и дистаннан являются оловянными аналогами метана и этана соответственно.
Пламбейн PbH 4 очень плохо охарактеризован и известен лишь в следовых количествах: даже при низких температурах методы синтеза, которые дают другой Соединения MH 4 не дают ПбХ 4 . Другие гидроплюмбумы (гидролиды) неизвестны. [1] Однако некоторые замещенные диплюмбаны с общей химической формулой R 3 Pb−PbR 3 более стабильны, где группы R являются органильными .
Известны соединения, содержащие водород и несколько элементов 14-й группы, одним из самых известных из которых является тетраэтилсвинец. Pb(CH 2 CH 3 ) 4 , содержащий углерод и свинец . Другими примерами являются метилсилан. H 3 C−SiH 3 , содержащий углерод и кремний , гидрид трис(триметилсилил)германия. ((CH 3 ) 3 Si) 3 GeH , которые содержат углерод, кремний и германий , силилгерман или гермилсилан. H 3 Si−GeH 3 , содержащий кремний и германий, и гексафенилдиплюмбан. (C 6 H 5 ) 3 Pb−Pb(C 6 H 5 ) 3 , содержащий углерод и свинец. [6]
См. также
[ редактировать ]- Метилен СН 2
- Метилидин СН
- Гидрид титана(IV) TiH 4 , структурный аналог тетрагидридов группы 14.
- Гидрид циркония ZrH4 , ZrH 2 и другие.
- Гидрид циркония(II) ZrHZrH2
- Гидрид урана(IV) УХ 4
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Гринвуд и Эрншоу, с. 375.
- ^ Уайтли, Кеннет С.; Хеггс, Т. Джеффри; Кох, Хартмут; Мавер, Ральф Л. и Иммель, Вольфганг (2005) «Полиолефины» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана . Wiley-VCH, Вайнхайм. два : 10.1002/14356007.a21_487 .
- ^ Гринвуд и Эрншоу, с. 301.
- ^ Гринвуд и Эрншоу, с. 337.
- ^ Гринвуд и Эрншоу, с. 374.
- ^ «Гексафенилдисвинец - Необязательно [1H ЯМР] - Спектр - SpectraBase» .
Библиография
[ редактировать ]- Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8 .