תרכובות מימן של לא-מתכות: נוסחאות, מבנה, תכונות

תוכן עניינים:

תרכובות מימן של לא-מתכות: נוסחאות, מבנה, תכונות
תרכובות מימן של לא-מתכות: נוסחאות, מבנה, תכונות
Anonim

בטבלה המחזורית, לא-מתכות נמצאות במשולש הימני העליון, וכאשר מספר הקבוצה יורד, גם מספרן בה יורד. בקבוצה השביעית (הלוגנים), כל היסודות אינם מתכות. אלו הם פלואור, כלור, ברום, יוד ואסטטין. למרות שאיננו מתחשבים באחרון, מכיוון, ראשית, הוא רדיואקטיבי בפני עצמו, הוא מופיע בקרום כדור הארץ רק כתוצר ביניים של ריקבון האורניום, והתרכובת שלו HAt (מימן אסטטיד), המתקבלת במעבדה, היא מאוד לא יציב ומתנהג בתמיסה לא כמו הלידים מימן אחרים. בקבוצה השישית יש כבר פחות מתכות (חמצן, גופרית, סלניום וטלוריום, שהוא מטאלואיד), בחמישית שלוש (חנקן, זרחן וארסן), ברביעית - שניים (פחמן וסיליקון), ובשלישי יש בורון בודד. לתרכובות מימן של לא מתכות מאותה קבוצה יש תכונות כימיות דומות.

Halogens

הידרוהלידים הם תרכובות ההלוגן החשובות ביותר. על פי תכונותיהן, מדובר בחומצות אנוקסיות, המתפרקות במים לאניון הלוגן ולקטיון מימן. כולם מסיסים מאוד. הקשר הכימי בין האטומים במולקולה הוא קוולנטי, זוג האלקטרונים מוסט לכיוון ההלוגן כאלקטרוניטיבי יותר. מכיוון שככל שהטבלה המחזורית גבוהה יותר, כך גדלה האלקטרושליליות של האטום, עםככל שהתקופה פוחתת, הקשר הקוולנטי הופך ליותר ויותר קוטבי. מימן נושא מטען חיובי חלקי גדול יותר, בתמיסה קל יותר להתנתק מהלוגן, כלומר, התרכובת מתנתקת בצורה מלאה ומוצלחת יותר, וחוזק החומצות עולה בסדרה מיוד לכלור. לא אמרנו על הפלואור, כי במקרה שלו נצפה בדיוק ההפך: הידרופלואורית (חומצה הידרופלואורית) חלשה ומתנתקת בצורה גרועה מאוד בתמיסות. זה מוסבר על ידי תופעה כזו כמו קשרי מימן: מימן מוכנס למעטפת האלקטרונים של אטום הפלואור של מולקולה "זרה", ומתרחש קשר בין מולקולרי שאינו מאפשר לתרכובת להתנתק כצפוי.

זה מאושר בבירור על ידי הגרף עם נקודות הרתיחה של תרכובות מימן שונות של לא-מתכות: תרכובות של יסודות מהתקופה הראשונה - חנקן, חמצן ופלואור - שיש להן קשרי מימן נבדלות מהן.

נקודות רתיחה השוואתיות
נקודות רתיחה השוואתיות

קבוצת חמצן

תרכובת המימן של חמצן היא כמובן מים. אין בו שום דבר יוצא דופן, פרט לכך שהחמצן בתרכובת הזו, בניגוד לגופרית, סלניום וטלוריום באלה דומות, נמצא ב-sp3-הכלאה - זה מעיד על ידי זווית הקשר בין שני קשרים עם מימן. ההנחה היא שזה לא נצפה עבור היסודות הנותרים מקבוצה 6 בגלל ההבדל הגדול במאפייני האנרגיה של הרמות החיצוניות (למימן יש 1s, לחמצן יש 2s, 2p, בעוד לשאר יש 3, 4 ו-5, בהתאמה).

השוואה של זוויות קשר
השוואה של זוויות קשר

מימן גופרתי משתחרר במהלך ריקבון חלבון, לכן הוא מתבטא בריח של ביצים רקובות, רעיל. הוא מתרחש בטבע בצורה של גז געשי, משתחרר על ידי אורגניזמים חיים במהלך התהליכים שכבר צוינו (נרקב). בכימיה הוא משמש כחומר מפחית חזק. כאשר הרי געש מתפרצים, הוא מתערבב עם דו תחמוצת הגופרית ליצירת גופרית געשית.

מימן סלניד ומימן טלוריד הם גם גזים. רעיל להחריד ויש להם ריח אפילו יותר מגעיל ממימן גופרתי. ככל שהתקופה גדלה, התכונות המפחיתות עולות, כך גם חוזקן של תמיסות מימיות של חומצות עולה.

קבוצת חנקן

אמוניה היא אחת מתרכובות המימן המפורסמות ביותר של לא-מתכות. חנקן כאן נמצא גם ב-sp3-הכלאה, שומר על זוג אלקטרונים אחד לא משותף, שבגללו הוא יוצר תרכובות יוניות שונות. יש לו תכונות שיקום חזקות. הוא ידוע ביכולתו הטובה (בשל אותו זוג אלקטרונים בודד) להיווצרות קומפלקסים, הפועלים כליגנד. ידועים קומפלקסים של אמוניה של נחושת, אבץ, ברזל, קובלט, ניקל, כסף, זהב ועוד הרבה יותר.

לפוספין - תרכובת מימן של זרחן - יש תכונות מפחיתות חזקות עוד יותר. רעיל במיוחד, מתלקח באופן ספונטני באוויר. יש דימר בתערובת בכמויות קטנות.

ארסין - מימן ארסן. רעיל, כמו כל תרכובות הארסן. יש לו ריח שום אופייני, המופיע עקב חמצון של חלק מהחומר.

פחמן וסיליקון

מתאן - מימןתרכובת הפחמן היא נקודת המוצא במרחב חסר הגבולות של הכימיה האורגנית. זה בדיוק מה שקרה לפחמן, כי הוא יכול ליצור שרשראות יציבות ארוכות עם קשרי פחמן-פחמן. למטרות מאמר זה, כדאי לומר שגם לאטום הפחמן יש כאן הכלאה sp3. התגובה העיקרית של מתאן היא בעירה, שבמהלכה משתחררת כמות גדולה של חום, ולכן מתאן (גז טבעי) משמש כדלק.

Silane היא תרכובת סיליקון דומה. הוא מתלקח באופן ספונטני באוויר ונשרף. ראוי לציין שהוא גם מסוגל ליצור שרשראות דמויות פחמן: למשל, דיסילאן וטריסילאן ידועים. הבעיה היא שקשר הסיליקון-סיליקון הרבה פחות יציב והשרשרות נשברות בקלות.

Bor

עם בורון הכל מאוד מעניין. העובדה היא שתרכובת המימן הפשוטה ביותר שלה - בורן - אינה יציבה ומתמרחבת, ויוצרת דיבורן. דיבורן מתלקח באופן ספונטני באוויר, אך הוא עצמו יציב, וכך גם כמה בורנים הבאים המכילים עד 20 אטומי בורון בשרשרת - בכך הם התקדמו יותר מסילאנים עם מספר מקסימלי של 8 אטומים. כל הבורנים רעילים, כולל חומרי עצבים.

נוסחת דיבורן
נוסחת דיבורן

נוסחאות מולקולריות של תרכובות מימן של לא-מתכות ומתכות כתובות באותו אופן, אבל הן נבדלות במבנה: הידרידים של מתכת בעלות מבנה יוני, לא-מתכות בעלות מבנה קוולנטי.

מוּמלָץ: