Spojevi vodika nemetala: formule, struktura, svojstva

Sadržaj:

Spojevi vodika nemetala: formule, struktura, svojstva
Spojevi vodika nemetala: formule, struktura, svojstva
Anonim

U periodnom sustavu nemetali se nalaze u gornjem desnom trokutu, a kada se broj grupe smanji, njihov broj u njemu također opada. U sedmoj skupini (halogeni) svi elementi su nemetali. To su fluor, klor, brom, jod i astatin. Iako ovo posljednje ne razmatramo, budući da je, prvo, radioaktivno samo po sebi, pojavljuje se u zemljinoj kori samo kao međuprodukt raspada urana, a njegov spoj HAt (vodikov astatid), dobiven u laboratoriju, je izrazito nestabilan i ponaša se u otopini ne kao drugi halogenidi vodika. U šestoj skupini već je manje nemetala (kisik, sumpor, selen i telurij, koji je metaloid), u petoj su tri (dušik, fosfor i arsen), u četvrtoj - dva (ugljik i silicij), a u trećem je usamljeni bor. Spojevi vodika nemetala iste skupine imaju slična kemijska svojstva.

halogeni

Hidrohalidi su najvažniji halogeni spojevi. Prema svojim svojstvima to su anoksične kiseline koje se u vodi disociraju na halogen anion i vodikov kation. Svi su vrlo topljivi. Kemijska veza između atoma u molekuli je kovalentna, elektronski par je pomaknut prema halogenu kao elektronegativniji. Budući da je viši periodni sustav, veća je elektronegativnost atoma, sKako se razdoblje smanjuje, kovalentna veza postaje sve polarnija. Vodik nosi veći djelomični pozitivni naboj, u otopini se lakše odvaja od halogena, odnosno spoj se potpunije i uspješnije disocira, a jačina kiselina raste u nizu od joda do klora. Nismo rekli za fluor, jer se u njegovom slučaju opaža upravo suprotno: fluorovodična (fluorovodična kiselina) je slaba i vrlo slabo disocira u otopinama. To se objašnjava takvim fenomenom kao što su vodikove veze: vodik se uvodi u elektronsku ljusku atoma fluora "strane" molekule i dolazi do međumolekularne veze koja ne dopušta spoju da se disocira kako se očekivalo.

To jasno potvrđuje grafikon s točkama vrelišta različitih vodikovih spojeva nemetala: od njih se razlikuju spojevi elemenata prvog razdoblja - dušika, kisika i fluora - koji imaju vodikove veze.

usporedna vrelišta
usporedna vrelišta

Grupa kisika

Vodični spoj kisika očito je voda. Nema ničeg izvanrednog u tome, osim da je kisik u ovom spoju, za razliku od sumpora, selena i telurija u sličnim, u sp3-hibridizaciji - o tome svjedoči vezni kut između dvije veze s vodikom. Pretpostavlja se da se to ne opaža za preostale elemente skupine 6 zbog velike razlike u energetskim karakteristikama vanjskih razina (vodik ima 1s, kisik ima 2s, 2p, dok ostali imaju 3, 4 i 5, redom).

usporedba veznih kutova
usporedba veznih kutova

Sumporovodik se oslobađa tijekom raspadanja proteina, stoga se manifestira mirisom pokvarenih jaja, otrovnim. U prirodi se javlja u obliku vulkanskog plina, oslobađaju ga živi organizmi tijekom već spomenutih procesa (truljenje). U kemiji se koristi kao jako redukcijsko sredstvo. Kada vulkani eruptiraju, on se miješa sa sumpornim dioksidom i stvara vulkanski sumpor.

Vodik selenid i vodik telurid su također plinovi. Užasno otrovne i imaju još odvratniji miris od sumporovodika. Kako se razdoblje povećava, povećavaju se svojstva redukcije, povećava se i jačina vodenih otopina kiselina.

Grupa dušika

Amonijak je jedan od najpoznatijih vodikovih spojeva nemetala. Dušik je ovdje također u sp3-hibridizaciji, zadržavajući jedan nepodijeljeni elektronski par, zbog čega zatim stvara različite ionske spojeve. Ima snažna obnavljajuća svojstva. Poznat je po svojoj dobroj sposobnosti (zbog istog usamljenog elektronskog para) stvaranja kompleksa, djelujući kao ligand. Poznati su kompleksi amonijaka bakra, cinka, željeza, kob alta, nikla, srebra, zlata i još mnogo toga.

Fosfin - vodikov spoj fosfora - ima još jača redukcijska svojstva. Izuzetno otrovan, spontano se zapali na zraku. Sadrži dimer prisutan u smjesi u malim količinama.

Arsine - arsen vodik. Toksičan, kao i svi spojevi arsena. Ima karakterističan miris po češnjaku, koji se javlja zbog oksidacije dijela tvari.

Ugljik i silicij

Metan - vodikspoj ugljika je početna točka u bezgraničnom prostoru organske kemije. Upravo se to dogodilo ugljiku, jer može formirati duge stabilne lance s vezama ugljik-ugljik. Za potrebe ovog članka, vrijedi reći da atom ugljika također ovdje ima sp3 hibridizaciju. Glavna reakcija metana je izgaranje, pri čemu se oslobađa velika količina topline, zbog čega se metan (prirodni plin) koristi kao gorivo.

Silane je sličan spoj silicija. Na zraku se spontano zapali i izgori. Važno je napomenuti da je također sposoban tvoriti lance slične ugljiku: na primjer, poznati su disilan i trisilan. Problem je u tome što je silicij-silicij veza mnogo manje stabilna i lanci se lako lome.

Bor

S borom je sve vrlo zanimljivo. Činjenica je da je njegov najjednostavniji vodikov spoj - boran - nestabilan i dimerizira, tvoreći diboran. Diboran se spontano zapali u zraku, ali je sam po sebi stabilan, kao i neki kasniji borani koji sadrže do 20 atoma bora u lancu - u tome su napredovali dalje od silana s maksimalnim brojem od 8 atoma. Svi borani su otrovni, uključujući živčana sredstva.

formula diborana
formula diborana

Molekularne formule vodikovih spojeva nemetala i metala napisane su na isti način, ali se razlikuju po strukturi: metalni hidridi imaju ionsku strukturu, nemetali imaju kovalentnu strukturu.

Preporučeni: