สารประกอบไฮโดรเจนของอโลหะ: สูตร โครงสร้าง คุณสมบัติ

สารบัญ:

สารประกอบไฮโดรเจนของอโลหะ: สูตร โครงสร้าง คุณสมบัติ
สารประกอบไฮโดรเจนของอโลหะ: สูตร โครงสร้าง คุณสมบัติ
Anonim

ในตารางธาตุ อโลหะจะอยู่ที่สามเหลี่ยมมุมขวาบน และเมื่อเลขกลุ่มลดลง จำนวนของพวกมันในนั้นก็จะลดลงด้วย ในกลุ่มที่เจ็ด (ฮาโลเจน) ธาตุทั้งหมดเป็นอโลหะ ได้แก่ ฟลูออรีน คลอรีน โบรมีน ไอโอดีน และแอสทาทีน แม้ว่าเราจะไม่พิจารณาอย่างหลัง เนื่องจากในตอนแรก มันคือกัมมันตภาพรังสีในตัวเอง มันเกิดขึ้นในเปลือกโลกในฐานะผลิตภัณฑ์ขั้นกลางของการสลายตัวของยูเรเนียม และสารประกอบ HAt (ไฮโดรเจนแอสทาไทด์) ที่ได้จากห้องปฏิบัติการคือ ไม่เสถียรอย่างยิ่งและทำงานในสารละลายไม่เหมือนไฮโดรเจนเฮไลด์อื่นๆ ในกลุ่มที่หกมีอโลหะน้อยกว่าอยู่แล้ว (ออกซิเจน กำมะถัน ซีลีเนียม และเทลลูเรียม ซึ่งเป็นเมทัลลอยด์) ในห้ามีสาม (ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และสารหนู) ในสี่ - สอง (คาร์บอนและซิลิกอน) และในสามมีโบรอนเดียว สารประกอบไฮโดรเจนของอโลหะในกลุ่มเดียวกันมีคุณสมบัติทางเคมีใกล้เคียงกัน

ฮาโลเจน

ไฮโดรเฮไลด์เป็นสารประกอบฮาโลเจนที่สำคัญที่สุด ตามคุณสมบัติของพวกมัน สิ่งเหล่านี้คือกรดอ็อกซิก ซึ่งแยกตัวในน้ำออกเป็นไอออนฮาโลเจนและไฮโดรเจนไอออนบวก ทั้งหมดนี้มีความสามารถในการละลายน้ำได้สูง พันธะเคมีระหว่างอะตอมในโมเลกุลเป็นโควาเลนต์ คู่อิเล็กตรอนจะเคลื่อนไปทางฮาโลเจนเพื่อให้มีอิเลคโตรเนกาติตีมากขึ้น เนื่องจากตารางธาตุยิ่งสูง อิเล็กโตรเนกาติวีตี้ของอะตอมก็จะยิ่งมากขึ้นด้วยเมื่อระยะเวลาลดลง พันธะโควาเลนต์จะมีขั้วมากขึ้นเรื่อยๆ ไฮโดรเจนมีประจุบวกบางส่วนมากกว่า ในสารละลายจะแยกตัวออกจากฮาโลเจนได้ง่ายกว่า กล่าวคือ สารประกอบจะแยกตัวออกจากกันอย่างสมบูรณ์และประสบความสำเร็จมากขึ้น และความแข็งแรงของกรดจะเพิ่มขึ้นตามลำดับจากไอโอดีนเป็นคลอรีน เราไม่ได้พูดเกี่ยวกับฟลูออรีนเพราะในกรณีของฟลูออรีนนั้นตรงกันข้าม: ไฮโดรฟลูออริก (กรดไฮโดรฟลูออริก) อ่อนแอและแยกตัวได้ไม่ดีในสารละลาย นี่คือคำอธิบายโดยปรากฏการณ์เช่นพันธะไฮโดรเจน: ไฮโดรเจนถูกนำเข้าสู่เปลือกอิเล็กตรอนของอะตอมฟลูออรีนของโมเลกุล "ต่างประเทศ" และเกิดพันธะระหว่างโมเลกุลขึ้นซึ่งไม่ยอมให้สารประกอบแยกออกจากกันตามที่คาดไว้

กราฟนี้มีจุดเดือดของสารประกอบไฮโดรเจนต่างๆ ที่ไม่ใช่โลหะอย่างชัดเจน โดยแยกสารประกอบของธาตุในยุคแรก - ไนโตรเจน ออกซิเจน และฟลูออรีน - ที่มีพันธะไฮโดรเจนออกจากกัน

จุดเดือดเปรียบเทียบ
จุดเดือดเปรียบเทียบ

กลุ่มออกซิเจน

สารประกอบไฮโดรเจนของออกซิเจนก็คือน้ำนั่นเอง ไม่มีอะไรโดดเด่นเกี่ยวกับเรื่องนี้ ยกเว้นว่าออกซิเจนในสารประกอบนี้ ซึ่งแตกต่างจากซัลเฟอร์ ซีลีเนียม และเทลลูเรียมในสารที่คล้ายกัน อยู่ใน sp3-hybridization - นี่คือหลักฐานโดยมุมพันธะระหว่าง สองพันธะกับไฮโดรเจน สันนิษฐานว่าสิ่งนี้ไม่ได้รับการสังเกตสำหรับองค์ประกอบที่เหลือของกลุ่ม 6 เนื่องจากลักษณะพลังงานของระดับภายนอกแตกต่างกันมาก (ไฮโดรเจนมี 1 วินาที ออกซิเจนมี 2 วินาที 2p ในขณะที่ส่วนที่เหลือมี 3, 4 และ 5 ตามลำดับ).

การเปรียบเทียบมุมพันธะ
การเปรียบเทียบมุมพันธะ

ไฮโดรเจนซัลไฟด์จะถูกปลดปล่อยออกมาในช่วงที่โปรตีนสลายตัว ดังนั้นมันจึงปรากฏตัวออกมาด้วยกลิ่นของไข่เน่ามีพิษ มันเกิดขึ้นในธรรมชาติในรูปของก๊าซภูเขาไฟที่ปล่อยออกมาจากสิ่งมีชีวิตในระหว่างกระบวนการที่กล่าวถึงแล้ว (เน่าเปื่อย) ในทางเคมีจะใช้เป็นตัวรีดิวซ์อย่างแรง เมื่อภูเขาไฟระเบิด จะผสมกับซัลเฟอร์ไดออกไซด์ทำให้เกิดกำมะถันภูเขาไฟ

ไฮโดรเจนซีลีไนด์และไฮโดรเจนเทลลูไรด์ก็เป็นก๊าซเช่นกัน เป็นพิษร้ายแรงและมีกลิ่นที่น่าขยะแขยงยิ่งกว่าไฮโดรเจนซัลไฟด์ เมื่อระยะเวลาเพิ่มขึ้น คุณสมบัติการรีดิวซ์จะเพิ่มขึ้น ความแข็งแรงของสารละลายกรดในน้ำก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน

กลุ่มไนโตรเจน

แอมโมเนียเป็นหนึ่งในสารประกอบไฮโดรเจนที่มีชื่อเสียงที่สุดของอโลหะ ไนโตรเจนในที่นี้อยู่ใน sp3-hybridization โดยคงไว้ซึ่งอิเล็กตรอนคู่หนึ่งที่ไม่แบ่งใช้ ซึ่งจะทำให้เกิดสารประกอบไอออนิกต่างๆ มีคุณสมบัติในการบูรณะที่แข็งแกร่ง เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่ามีความสามารถที่ดี (เนื่องจากคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวเดียวกัน) ต่อการก่อตัวของสารเชิงซ้อนซึ่งทำหน้าที่เป็นแกนด์ สารประกอบแอมโมเนียของทองแดง สังกะสี เหล็ก โคบอลต์ นิกเกิล เงิน ทอง และอีกมากมายเป็นที่รู้จักกันดี

ฟอสฟีน - สารประกอบไฮโดรเจนของฟอสฟอรัส - มีคุณสมบัติในการรีดิวซ์ที่แรงกว่า เป็นพิษอย่างยิ่ง ติดไฟได้เองในอากาศ มีไดเมอร์อยู่ในส่วนผสมในปริมาณเล็กน้อย

Arsine - สารหนูไฮโดรเจน. เป็นพิษเช่นเดียวกับสารหนูทั้งหมด มีกลิ่นเฉพาะของกระเทียมซึ่งเกิดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของสารบางส่วน

คาร์บอนและซิลิกอน

มีเทน - ไฮโดรเจนสารประกอบของคาร์บอนเป็นจุดเริ่มต้นในพื้นที่อันไร้ขอบเขตของเคมีอินทรีย์ นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นกับคาร์บอน เพราะมันสามารถสร้างสายโซ่ยาวที่มีความเสถียรด้วยพันธะคาร์บอน-คาร์บอน สำหรับวัตถุประสงค์ของบทความนี้ ควรบอกว่าอะตอมของคาร์บอนยังมี sp3 hybridization ที่นี่ ปฏิกิริยาหลักของมีเทนคือการเผาไหม้ ซึ่งในระหว่างนั้นจะมีการปล่อยความร้อนจำนวนมาก ซึ่งเป็นสาเหตุที่ก๊าซมีเทน (ก๊าซธรรมชาติ) ถูกใช้เป็นเชื้อเพลิง

ไซเลนเป็นสารประกอบซิลิกอนที่คล้ายกัน มันติดไฟได้เองในอากาศและเผาไหม้ออก เป็นที่น่าสังเกตว่ามันสามารถสร้างสายโซ่คล้ายคาร์บอนได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น ไดซิเลนและทริซิเลนเป็นที่รู้จัก ปัญหาคือพันธะซิลิกอน-ซิลิกอนมีความเสถียรน้อยกว่ามากและโซ่หักง่าย

บ่อ

ด้วยโบรอนทุกอย่างน่าสนใจมาก ความจริงก็คือสารประกอบไฮโดรเจนที่ง่ายที่สุด - บอเรน - ไม่เสถียรและทำให้เป็นไดเมอไรซ์ ก่อตัวเป็นไดโบเรน Diborane ติดไฟได้เองในอากาศ แต่มีความเสถียรในตัวของมันเอง เช่นเดียวกับโบรอนบางตัวที่ตามมาซึ่งมีโบรอนมากถึง 20 อะตอมในสายโซ่ - ในสิ่งนี้พวกมันมีความก้าวหน้ามากกว่าไซเลนที่มีจำนวนสูงสุด 8 อะตอม โบรานทั้งหมดเป็นพิษ รวมทั้งสารสื่อประสาท

สูตรไดโบแรน
สูตรไดโบแรน

สูตรโมเลกุลของสารประกอบไฮโดรเจนของอโลหะและโลหะนั้นเขียนในลักษณะเดียวกัน แต่มีโครงสร้างต่างกัน: ไฮไดรด์ของโลหะมีโครงสร้างเป็นไอออนิก ส่วนอโลหะมีโครงสร้างเป็นโควาเลนต์

แนะนำ: