Wodorki |
Dwuskładnikowe związki pierwiastków z wodorem nazywa się wodorkami. Typ wodorku tworzonego przez pierwiastek zależy od jego elektroujemności. Można wyróżnić. trzy odrębne klasy wodorków:
Wodorki solopodobne, czyli jonoweJedynie pierwiastki o bardzo malej elektroujemności mogą oddawać elektrony atomowi wodoru i tworzyć wodorki solopodobne. Są to pierwiastki I grupy (litowce), cięższe pierwiastki II grupy (berylowce) Ca, Sr i Ba i niektóre inne pierwiastki, np. lantan. Wspomniane wodorki są substancjami stałymi tworzącymi sieci jonowe, mającymi wysokie temperatury topnienia. W stanie stopionym przewodzą prąd elektryczny; w wyniku ich elektrolizy na anodzie wydziela się wodór, co jest dowodem, ze wodorki zawierają jon wodorkowy H-. Reagują z wodą wydzielając wodór. LiH + H2O -> LiOH + H2Wodorki są silnymi reduktorami, zwłaszcza w wysokich temperaturach; zachodzą np. reakcje: 2 CO + NaH -> HCOONa + C SiCl4 + 4 NaH -> SiH4 + 4 NaCl
|
GRUPA | III | IV | V | VI | VII |
B | C | N | O | F | |
Al | Si | P | S | Cl | |
Ga | Ge | As | Se | Br | |
In | Sn | Sb | Te | I | |
Pb | Bi | Po |
Wodorki pierwiastkowy grupy III są nietypowe, są to związki z niedoborem elektronów, tworzące polimery, w których atomy pierwiastków grupy III nie są bezpośrednio powiązane ze sobą Najprostszy - wodorek boru tworzy cząsteczki B2H6, a wodorek glinu (AlH3)n jest polimeryczny. Tendencja ta jest maksymalna w przypadku węgla, tworzącego praktycznie nieograniczoną liczbę związków.
Wiązanie miedzy dwoma rożnymi atomami ale jest na ogół całkowicie kowalencyjne, jeżeli bowiem elektroujemności dwóch atomów są różna ich udziały w wiążącej parze elektronowej nie są jednakowe, wiązanie ma wiec charakter częściowo jonowy Przykładem może tu być wiązanie w HF które ma pewien charakter jonowy, nie jest jednak czysto jonowe. Wodorki takie różnią się od wodorków solopodobnych.
Wodorki metaliczne, czyli międzywęzłowe
Pozostałe pierwiastki - pierwiastki bloku d, czyli pierwiastki przejściowe, oraz Be i Mg z bloku s - tworzą wodorki metaliczne, jeżeli w ogóle reagują z wodorem. Wodorki te mają mniejszą gęstość niż odpowiednie metale, a wodór jest często odwracalne absorbowany przez metal. Skład chemiczny wodorków metalicznych jest zmienny, są więc związkami niestechiometrycznymi. Wodór zajmuje położenia międzywęzłowe w sieci metalu tworząc roztwór stały. Właściwości tych wodorków są w większości przypadków zbliżone do właściwości macierzystych metali, a ich silne działanie redukujące wskazuje, ze wodór występuje w postaci atomów. Trudniejsze do zaklasyfikowania są wodorki pierwiastków bloku f (lantanowców i aktynowców). Znane są związki o składach LaH2, CeH2, i ThH3 Mają one mniejszą gęstość niż macierzyste metale, co sugeruje podobieństwo do wodorków międzywęzłowych Wspomniane pierwiastki mają podobne elektroujemności jak metale grup I i II, a ciepła tworzenia wodorków są dość duże, można więc uważać, ze wodorki te zajmują położenie pośrednie między wodorkami jonowymi i międzywęzłowymi.
Jon wodorowy
Energia potrzebna do oderwania elektronu od atomu wodoru (tj. energia jonizacji wodoru) wynosi 1311 kJ · mol-1. Jest to duża energia, w związku z czym wodór tworzy głownie wiązania kowalencyjne. Największa jest możliwość występowania jonu H+ w cząsteczce fluorowodoru ze względu na dużą rojnicę elektroujemności pierwiastków; nawet jednak w tym przypadku wiązanie jest tylko w 45% jonowe. Wodór może więc tworzyć jony wodorowe tylko w rozpuszczalnikach solwatujących protony, gdy energia solwatacji równoważy bardzo dużą energię jonizacji wodoru. Na przykład w wodzie występują solwatowane jony H3O+, przy czym ciepło solwatacji wynosi 1091 kJ * mol-1. Związki, które tworzą solwatowane jony wodorowe w odpowiednich rozpuszczalnikach, są kwasami. Solwatowanemu jonowi wodorowemu H3O+ przypisuje się zwykle wzór H+, co nie jest ścisłe.
Artykuł napisał:
Adam Rędzikowski (adam001d)
Źródła:
Adam Bielański – Podstawy chemii nieorganicznej, Tom 2
« poprzednia | następna » |
---|