विशेष यौगिकों उन सभी carbonoids और nitrogenoids के सहसंयोजक हाइड्राइड से बना रहे हैं। ये कार्बोहिड्स या समूह 14 तत्वों के लिए सूत्र EH 4 के साथ यौगिक हैं, या नाइट्रोजन या समूह 15 तत्वों के लिए सूत्र EH 3 हैं।
क्यों कुछ रसायनज्ञ इन हाइड्राइड्स को विशेष यौगिकों के रूप में संदर्भित करते हैं, यह बहुत स्पष्ट नहीं है; यह नाम सापेक्ष हो सकता है, हालांकि, यह अनदेखी करते हुए कि एच 2 ओ उनमें से नहीं मिला है, कुछ बहुत अस्थिर और दुर्लभ हैं, इसलिए वे इस तरह के योग्यता के योग्य हो सकते हैं।
कार्बोइड और नाइट्रोजन हाइड्राइड्स। स्रोत: गेब्रियल बोलिवर
दो हाइड्राइड अणु ईएच 4 (बाएं) और ईएच 3 (दाएं) ऊपरी छवि में एक गोले और छड़ मॉडल के साथ दिखाए जाते हैं । ध्यान दें कि ईएच 4 हाइड्राइड टेट्राहेड्रल हैं, जबकि ईएच 3 में ट्राइजोनल पिरामिड ज्यामिति है, जिसमें केंद्रीय ई परमाणु के ऊपर इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी है।
जब आप समूह 14 और 15 से नीचे जाते हैं, तो केंद्रीय परमाणु बढ़ता है और अणु भारी और अधिक अस्थिर हो जाता है; चूंकि ईएच बांड अपने ऑर्बिटल्स के खराब ओवरलैप से कमजोर होते हैं। भारी हाइड्राइड्स शायद असली विशेष यौगिक हैं, जबकि सीएच 4, उदाहरण के लिए, प्रकृति में काफी प्रचुर मात्रा में है।
विशेष यौगिकों के लक्षण
सहसंयोजक हाइड्राइड के दो परिभाषित समूहों में विशेष यौगिकों को विभाजित करके, उनकी विशेषताओं का एक संक्षिप्त विवरण अलग से दिया जाएगा।
Carbonoids
जैसा कि शुरुआत में बताया गया है, उनके सूत्र ईएच 4 हैं और टेट्राहेड्रल अणुओं से मिलकर बनते हैं। इन हाइड्राइड का सबसे सरल सीएच 4 है, जिसे विडंबना से हाइड्रोकार्बन के रूप में भी वर्गीकृत किया जाता है। इस अणु के बारे में सबसे महत्वपूर्ण बात इसके सीएच बॉन्ड की सापेक्ष स्थिरता है।
इसके अलावा, सीसी बांड बहुत मजबूत होते हैं, जिससे सीएच 4 को हाइड्रोकार्बन के परिवार के रूप में परिवर्तित किया जा सकता है। इस तरह, महान लंबाई के सीसी श्रृंखला और कई सीएच बांड के साथ उत्पन्न होते हैं।
अपने भारी समकक्षों के साथ ऐसा नहीं है। उदाहरण के लिए, SiH 4 में बहुत अस्थिर Si-H बॉन्ड होते हैं, जो इस गैस को हाइड्रोजन की तुलना में अधिक प्रतिक्रियाशील यौगिक बनाता है। इसके अलावा, उनके संघटन बहुत कुशल या स्थिर नहीं होते हैं, जो केवल दस परमाणुओं की सी-सी श्रृंखलाओं की उत्पत्ति करते हैं।
ऐसे संघनन उत्पादों में हेक्साहाइड्राइड्स, ई 2 एच 6: सी 2 एच 6 (ईथेन), सी 2 एच 6 (डिसिलन), जीई 2 एच 6 (डाइजेस्टमैन), और एसएन 2 एच 6 (डायथेनान) हैं।
अन्य हाइड्राइड: Geh 4, SNH 4 और PBH 4 अस्थिर और विस्फोटक गैसों, जिनमें से उनके कम करने कार्रवाई का लाभ ले लिया है और भी अधिक कर रहे हैं। PbH 4 को एक सैद्धांतिक यौगिक माना जाता है, क्योंकि यह इतना प्रतिक्रियाशील है कि इसे ठीक से प्राप्त नहीं किया जा सकता है।
Nitrogenoids
नाइट्रोजन हाइड्राइड्स या समूह 15 के पक्ष में, हम ट्राइजोनल पिरामिड अणु EH 3 पाते हैं । ये यौगिक गैसीय, अस्थिर, बेरंग और विषाक्त भी हैं; लेकिन EH 4 की तुलना में अधिक बहुमुखी और उपयोगी है ।
उदाहरण के लिए, एनएच 3, उनमें से सबसे सरल, सबसे अधिक औद्योगिक रूप से उत्पादित रासायनिक यौगिकों में से एक है, और इसकी अप्रिय गंध इसे बहुत अच्छी तरह से चित्रित करती है। इसके भाग के लिए PH 3 में लहसुन और मछली की तरह गंध आती है, और AsH 3 में सड़े हुए अंडे की तरह गंध आती है।
सभी ईएच 3 अणु बुनियादी हैं; लेकिन एनएच 3 को इस विशेषता का ताज पहनाया जाता है, जो नाइट्रोजन की उच्च इलेक्ट्रोनगेटिविटी और इलेक्ट्रॉन घनत्व के कारण सबसे मजबूत आधार है।
एनएच 3 को भी संघटित किया जा सकता है, सीएच 4 के रूप में, केवल बहुत कम डिग्री तक; हाइड्रैज़ाइन, एन 2 एच 4 (एच 2 एन-एनएच 2), और ट्रायाज़ेन, एन 3 एच 5 (एच 2 एन-एनएच-एनएच 2), नाइट्रोजन के संघनन के कारण यौगिकों के उदाहरण हैं।
इसी प्रकार, हाइड्राइड्स PH 3 और AsH 3 को क्रमशः P 2 H 4 (H 2 P-PH 2) और As 2 H 4 (H 2 As-AsH 2) को जन्म देने के लिए सम्मिलित किया जाता है।
शब्दावली
इन विशेष यौगिकों के नाम के लिए, दो नामकरण का उपयोग ज्यादातर समय किया जाता है: पारंपरिक और IUPAC। हाइड्रिड्स ईएच 4 और ईएच 3 उनके संबंधित सूत्रों और नामों के साथ नीचे टूट जाएगा ।
- सीएच 4: मीथेन।
- सीएचएच 4: सिलना ।
- जीएचएच 4: जर्मन।
- एसएनएच 4: स्टेनन।
- पीबीएच 4: प्लंबन।
- एनएच 3: अमोनिया (पारंपरिक), अज़ानो (आईयूपीएसी)।
- पीएच 3: फॉस्फीन, फॉस्फेन।
- आश 3: arsine, arsan।
- एसबीएच 3: स्टेबनाइट, स्टिबन।
- बीएच 3: बिस्मुटिन, बिस्मुटेन।
बेशक, व्यवस्थित और स्टॉक नामकरण का भी उपयोग किया जा सकता है। पहला यूनानी उपसर्ग di, tri, tetra, आदि के साथ हाइड्रोजन परमाणुओं की संख्या को निर्दिष्ट करता है। सीएच 4 को इस नामकरण कार्बन टेट्राहाइड्राइड के अनुसार कहा जाएगा। जबकि स्टॉक नामकरण के अनुसार, CH 4 को कार्बन (IV) हाइड्राइड कहा जाएगा।
प्रशिक्षण
इन विशेष यौगिकों में से प्रत्येक तैयारी के कई तरीकों को प्रस्तुत करता है, चाहे वह औद्योगिक तराजू पर, प्रयोगशाला, और यहां तक कि जैविक प्रक्रियाओं में भी हो।
Carbonoids
मीथेन विभिन्न जैविक परिघटनाओं द्वारा निर्मित होता है जहां उच्च दाब और तापमान उच्च आणविक द्रव्यमान के हाइड्रोकार्बन का टुकड़ा करता है।
यह तेल के साथ संतुलन में गैसों के विशाल जेब में जमा होता है। इसके अलावा, आर्कटिक में गहरी यह बर्फ के क्रिस्टल में जकड़ी रहती है जिसे क्लैट्रेट्स कहा जाता है।
सिलेन कम प्रचुर मात्रा में है, और इसके द्वारा उत्पादित कई विधियों में से एक को निम्नलिखित रासायनिक समीकरण द्वारा दर्शाया गया है:
6H 2 (g) + 3SiO 2 (g) + 4Al (s) → 3SiH 4 (g) + 2Al 2 O 3 (s)
GeH 4 के संबंध में, इसे निम्नलिखित रासायनिक समीकरणों के अनुसार प्रयोगशाला स्तर पर संश्लेषित किया जाता है:
Na 2 GeO 3 + NaBH 4 + H 2 O → GeH 4 + 2 NaOH + NaBO 2
और SnH 4 का निर्माण तब होता है जब यह KAlH 4 के साथ टेट्राहाइड्रोफुरान (THF) माध्यम में प्रतिक्रिया करता है ।
Nitrogenoids
अमोनिया, सीएच 4 की तरह, प्रकृति में, विशेष रूप से बाह्य अंतरिक्ष में क्रिस्टल के रूप में बन सकता है। मुख्य प्रक्रिया जिसके द्वारा एनएच 3 प्राप्त किया जाता है, हैबर-बॉश प्रक्रिया के माध्यम से निम्नलिखित रासायनिक समीकरण द्वारा दर्शाया गया है:
3 एच 2 (जी) + एन २ (जी) → २ एनएच ३ (जी)
प्रक्रिया में उच्च तापमान और दबावों के उपयोग के साथ-साथ एनएच 3 के गठन को बढ़ावा देने के लिए उत्प्रेरक शामिल हैं ।
सफेद फास्फोरस को पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के साथ इलाज करने पर फॉस्फीन बनता है:
3 कोह + पी 4 + 3 एच 2 ओ → 3 केएच 2 पीओ 2 + पीएच 3
आर्सेन तब बनता है जब इसकी धातु आर्सेड्स एसिड के साथ प्रतिक्रिया करती है, या जब सोडियम बोरोहाइड्राइड के साथ एक आर्सेनिक नमक का इलाज किया जाता है:
Na 3 As + 3 HBr → AsH 3 + 3 NaBr
4 AsCl 3 + 3 NaBH 4 → 4 AsH 3 + 3 NaCl + 3 BCl 3
और बिस्मथिन जब मेथिलबिस्मुथिन के अनुपातहीन होता है:
3 बीएच 2 सीएच 3 → 2 बीएचएच 3 + बीआई (सीएच 3) 3
अनुप्रयोग
अंत में, इन विशेष यौगिकों के कई उपयोगों में से कुछ का उल्लेख किया गया है:
- मीथेन एक जीवाश्म ईंधन है जिसका उपयोग रसोई गैस के रूप में किया जाता है।
- सिलने का उपयोग ऑर्गनोसिलिकॉन यौगिकों के कार्बनिक संश्लेषण में एलाकेन्स और / या एल्केनीज़ के दोहरे बंधों को जोड़कर किया जाता है। साथ ही, सेमीकंडक्टर मैन्युफैक्चरिंग के दौरान इसमें से सिलिकॉन जमा किया जा सकता है।
- SiH 4 की तरह, जर्मनिक का उपयोग अर्ध परमाणुओं में फिल्मों के रूप में Ge परमाणुओं को जोड़ने के लिए भी किया जाता है। यही बात स्टिफ़िन पर भी लागू होती है, सिलिकॉन वाफ़र्स पर Sb परमाणुओं को इसके वाष्पों के इलेक्ट्रोड द्वारा जोड़कर।
- हाइड्रेंजाइन का उपयोग रॉकेट ईंधन के रूप में और कीमती धातुओं को निकालने के लिए किया गया है।
- अमोनिया खाद और दवा उद्योग के लिए किस्मत में है। यह व्यावहारिक रूप से नाइट्रोजन का एक प्रतिक्रियाशील स्रोत है, जिससे एन परमाणुओं को अनगिनत यौगिकों (संशोधन) में जोड़ा जा सकता है।
- द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान अर्सिन को एक रासायनिक हथियार माना जाता था, जो कुख्यात फॉसजीन गैस, COCl 2 को उसके स्थान पर छोड़ देता था ।
संदर्भ
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