Pniktogenovodíky

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání

Pniktogenovodíky jsou kovalentní sloučeniny pniktogenů (prvků 15. skupiny periodické tabulky) s vodíkem.

Trihydridy pniktogenů[editovat | editovat zdroj]

Nejjednodušší příklady mají chemický vzorec XH3, kde X může být libovolný pniktogen. Mají pyramidální molekuly na rozdíl od hydridů trielů, jejichž molekuly jsou rovinného trojúhelníkovitého tvaru. S rostoucím protonovým číslem prvku klesá jejich stabilita a stávají se více toxickými.

Podobně jako halogenovodíky a chalkogenovodíky jsou rozpustné ve vodě. Amoniak je dobře rozpustný a na rozdíl od hydridů ostatních prvků bloku p je jeho roztok zásaditý. Fosfan se také rozpouští ve vodě, arsan a stiban jsou méně rozpustné a rozpustnost bismutanu není známa.

Sloučenina Chemický vzorec Délky a úhly vazeb Model molekuly
Amoniak
azan
NH3
Ammonia-dimensions-from-Greenwood&Earnshaw-2D.png
Ammonia-3D-vdW.png
Fosfan
fosfin
PH3
Monophosphan.svg
Phosphine-3D-vdW.png
Arsan
arsin
AsH3
Arsine.png
Arsine-3D-vdW.png
Stiban
stibin
SbH3
Stibine.png
Stibine-3D-vdW.png
Bismutan
bismutin
BiH3
Bismuthine-2D-IR-MMW-dimensions.png
Bismuthine-3D-vdW.jpg
Vlastnost NH3 PH3 AsH3 SbH3 BiH3
Teplota tání (°C) −77,8 −133,5 −116,3 −88 ?
Teplota varu (°C) −34,5 −87,5 −62,4 −18,4 16,8 (odhad)
Hustota kapaliny (g/cm3) 0,683 (−34 °C) 0,746 (−90 °C) 1,640 (−64 °C) 2,204 (−18 °C) ?
ΔH °
f
 /kJ mol−1
−46,1 −9,6 (?) +66,4 +145,1 +277,8
Délka vazby (X–H)/pm 101,7 141,9 151,9 170,7 177,59
Úhel H–X–H 107,8° 93,6° 91,8° 91,3° 90,48°

Zajímavou vlastností těchto sloučenin je, že v čisté podobě nemají žádný zápach, ovšem získávají jej při kontaktu se vzduchem. Amoniak má zápach podobný moči, při jejímž rozkladu také vzniká. Fosfan má zápach jako ryby nebo česnek a stiban jako zkažená vejce, v čemž se podobá sulfanu a selanu.

Tetrahydridy dipniktogenů[editovat | editovat zdroj]

Sloučenina Chemický vzorec Délka vazby Model molekuly
Hydrazin
diazan
N2H4
Hydrazin.svg
Hydrazine-3D-vdW.png
Difosfan
difosfin
P2H4
Diphosphan.svg
Diphosphane-3D-spacefill.png
Diarsan
diarsin
As2H4
-
-

Vlastnosti[editovat | editovat zdroj]

Všechny nasycené pniktogenovodíky mají vzorec XnHn+2.

Amoniak má díky vodíkovým vazbám vysokou teplotu tání a varu, podobně jako voda. 26 % jich zaniká při tání, dalších 7 % při zahřívání k varu a zbylých 67 % u plynného skupenství. Vodíkové vazby také způsobují vysokou dielektrickou konstantu a nízkou hustotu, viskozitu a elektrickou vodivost. S vodou má společné i to, že jde o velmi dobré a často používané rozpouštědlo. Je známo asi 20 dalších sloučenin dusíku a vodíku, z nichž jsou nejvýznamnější hydrazin (N2H4) a azoimid (N3H). Fyzikální vlastnosti hydrazinu jsou podobné jako u vody: teplota tání 2,0 °C a teplota varu 113,5 °C, hustota pevné látky při -5 °C je 1,146 g/cm3 a kapaliny při 25 °C 1,00 g/cm3. Azany tvoří řadu obsahující amoniak, hydrazin a triazan.

Fosfan, toxický bezbarvý plyn, je nejstabilnější hydrid fosforu a první člen homologické řady polyfosfanů PnHn+2 (n = 1-9), které jsou s rostoucím n stále méně stabilní. Jsou známy rovněž jiné série cyklických a kondenzovaných polyfosfanů od PnHn do PnHn-18. Fosfan je silné redukční činidlo nerozpustné ve vodě, rozpustné v sirouhlíku a kyselině trichloroctové.

Arsan, stiban a bismutan jsou vysoce toxické, tepelně nestabilní a bezbarvé plyny. V fosfanu, arsanu, stibanu a bismutanu se nevyskytují vodíkové vazby a tyto látky nedisociují jako amoniak na MH +
4
  a MH -
2
  (M = P, As, Sb, Bi). S rostoucím protonovým číslem pniktogenu klesá standardní slučovací entalpie, což je v souladu s klesající stabilitou. Arsan se rozkládá na arsen a vodík při teplotě 250-300 °C, stiban na antimon a vodík za pokojové teploty a bismutan už při -45 °C. Arsan a stiban se snadno oxidují na oxid arsenitý/antimonitý a vodu; podobné reakce probíhají u sulfanu a selanu. Reakce s kovy vedou ke vzniku arsenidů a selenidů.

Imidogen, radikál složený z jednoho atomu dusíku a jednoho vodíku (NH), stejně jako diimid (N2H2) lze také řadit mezi pniktogenovodíky.

Reference[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Pnictogen hydride na anglické Wikipedii.