Brintforbindelser af ikke-metaller: formler, struktur, egenskaber

Indholdsfortegnelse:

Brintforbindelser af ikke-metaller: formler, struktur, egenskaber
Brintforbindelser af ikke-metaller: formler, struktur, egenskaber
Anonim

I det periodiske system er ikke-metaller placeret i den øverste højre trekant, og når gruppetallet falder, falder deres antal i den også. I den syvende gruppe (halogener) er alle grundstoffer ikke-metaller. Disse er fluor, klor, brom, jod og astatin. Selvom vi ikke overvejer sidstnævnte, da det for det første er radioaktivt i sig selv, forekommer det i jordskorpen kun som et mellemprodukt af uranets henfald, og dets forbindelse HAt (hydrogenastatid), opnået i laboratoriet, er ekstremt ustabil og opfører sig i opløsning ikke som andre hydrogenhalogenider. I den sjette gruppe er der allerede færre ikke-metaller (ilt, svovl, selen og tellur, som er en metalloid), i den femte er der tre (nitrogen, fosfor og arsen), i den fjerde - to (kulstof og silicium), og i den tredje er der en enlig bor. Hydrogenforbindelser af ikke-metaller af samme gruppe har lignende kemiske egenskaber.

Halogener

Hydrohalogenider er de vigtigste halogenforbindelser. Ifølge deres egenskaber er disse anoxiske syrer, der dissocieres i vand til en halogenanion og en hydrogenkation. Alle er meget opløselige. Den kemiske binding mellem atomerne i molekylet er kovalent, elektronparret forskydes mod halogenet som mere elektronegativt. Da jo højere det periodiske system er, jo større er atomets elektronegativitet, medEfterhånden som perioden aftager, bliver den kovalente binding mere og mere polær. Hydrogen bærer en større delvis positiv ladning, i opløsning er det lettere at bryde væk fra halogen, det vil sige, at forbindelsen dissocieres mere fuldstændigt og mere vellykket, og syrerstyrken stiger i serien fra jod til klor. Vi sagde ikke om fluor, for i dets tilfælde observeres det stik modsatte: flussyre (flussyre) er svag og dissocierer meget dårligt i opløsninger. Dette forklares af et sådant fænomen som hydrogenbindinger: brint indføres i elektronskallen af fluoratomet i et "fremmed" molekyle, og der opstår en intermolekylær binding, som ikke tillader forbindelsen at dissociere som forventet.

Dette bekræftes tydeligt af grafen med kogepunkterne for forskellige brintforbindelser af ikke-metaller: forbindelser af grundstoffer fra den første periode - nitrogen, oxygen og fluor - der har hydrogenbindinger, skelnes fra dem.

sammenlignende kogepunkter
sammenlignende kogepunkter

Oxygengruppe

Brintforbindelsen af oxygen er åbenbart vand. Der er intet bemærkelsesværdigt ved det, bortset fra at oxygen i denne forbindelse, i modsætning til svovl, selen og tellur i lignende, er i sp3-hybridisering - dette fremgår af bindingsvinklen mellem to bindinger med brint. Det antages, at dette ikke er observeret for de resterende grundstoffer i gruppe 6 på grund af den store forskel i de ydre niveauers energikarakteristika (brint har 1s, oxygen har 2s, 2p, mens resten har 3, 4 og 5 hhv.).

sammenligning af bindingsvinkler
sammenligning af bindingsvinkler

Svovlbrinte frigives under proteinnedbrydning, derfor viser det sig med lugten af rådne æg, giftigt. Det forekommer i naturen i form af vulkansk gas, frigives af levende organismer under de allerede nævnte processer (rådnende). I kemi bruges det som et stærkt reduktionsmiddel. Når vulkaner går i udbrud, blandes det med svovldioxid for at danne vulkansk svovl.

Brintselenid og hydrogentellurid er også gasser. Frygtelig giftig og har en endnu mere ulækker lugt end svovlbrinte. Efterhånden som perioden øges, øges de reducerende egenskaber, og styrken af vandige opløsninger af syrer øges.

Nitrogen group

Ammoniak er en af de mest berømte brintforbindelser af ikke-metaller. Nitrogen her er også i sp3-hybridisering, idet det bevarer et ikke-delt elektronpar, på grund af hvilket det så danner forskellige ioniske forbindelser. Det har stærke genoprettende egenskaber. Det er kendt for sin gode evne (på grund af det samme enlige elektronpar) til dannelse af komplekser, der fungerer som en ligand. Ammoniakkomplekser af kobber, zink, jern, kobolt, nikkel, sølv, guld og meget mere er kendt.

Phosphin - en hydrogenforbindelse af fosfor - har endnu stærkere reducerende egenskaber. Ekstremt giftig, antændes spontant i luft. Har en dimer til stede i blandingen i små mængder.

Arsin - arsen brint. Giftig, som alle arsenforbindelser. Det har en karakteristisk hvidløgsduft, som opstår på grund af oxidationen af en del af stoffet.

Carbon og silicium

Metan - brintkulstofforbindelsen er udgangspunktet i den organiske kemis grænseløse rum. Det er præcis, hvad der skete med kulstof, fordi det kan danne lange stabile kæder med kulstof-kulstof-bindinger. I forbindelse med denne artikel er det værd at sige, at carbonatomet også har sp3 hybridisering her. Metans hovedreaktion er forbrænding, hvor der frigives en stor mængde varme, hvorfor metan (naturgas) bruges som brændstof.

Silane er en lignende siliciumforbindelse. Det antændes spontant i luften og brænder ud. Det er bemærkelsesværdigt, at det også er i stand til at danne kulstoflignende kæder: for eksempel er disilan og trisilan kendt. Problemet er, at silicium-siliciumbindingen er meget mindre stabil, og kæderne knækker let.

Bor

Med bor er alt meget interessant. Faktum er, at dens enkleste hydrogenforbindelse - boran - er ustabil og dimeriserer og danner diboran. Diboran antændes spontant i luft, men er i sig selv stabil, ligesom nogle efterfølgende boraner, der indeholder op til 20 boratomer i en kæde - heri er de kommet længere end silaner med et maksim alt antal på 8 atomer. Alle boraner er giftige, inklusive nervegifte.

diboran formel
diboran formel

Molekylære formler for hydrogenforbindelser af ikke-metaller og metaller er skrevet på samme måde, men de adskiller sig i struktur: metalhydrider har en ionisk struktur, ikke-metaller har en kovalent struktur.

Anbefalede: