Гидриды 14 группы — химические соединения, состоящие из атомов водорода и атомов 14 группы (элементы 14 группы — углерод , кремний , германий , олово , свинец и флеровий ).
Ряд тетрагидридов имеет химическую формулу XH 4 , где X представляет собой любой представитель семейства углерода. Метан обычно является результатом разложения органических веществ и является парниковым газом . Остальные гидриды обычно представляют собой нестабильные и ядовитые гидриды металлов .
Они принимают пирамидальную структуру и как таковые не являются полярными молекулами, как другие гидриды p-блока .
В отличие от других легких гидридов, таких как аммиак , вода и фтороводород , метан не проявляет каких-либо аномальных эффектов, связанных с водородными связями , и поэтому его свойства хорошо соответствуют преобладающей тенденции более тяжелых гидридов группы 14.
Этот ряд имеет химическую формулу X 2 H 6 . Этан обычно встречается вместе с метаном в природном газе . Остальные гидриды химической формулы X 2 H 6 менее стабильны, чем соответствующие тетрагидриды XH 4 , и они все более менее стабильны по мере перехода X от углерода ( стабилен этан C 2 H 6 ) к свинцу (или флеровию ). в таблице Менделеева (диплюмбан Pb 2 H 6 неизвестен [1] ).
Все гидриды насыщенной группы 14 с прямой цепью имеют формулу X n H 2 n +2 , ту же формулу для алканов .
Известны многие другие гидриды группы 14. Углерод образует огромное разнообразие углеводородов (к числу простейших алканов относятся метан CH 4 , этан C 2 H 6 , пропан C 3 H 8 , бутан C 4 H 10 , пентан C 5 H 12 и гексан C 6 H 14 , с широким спектром Область применения. Существует также полиэтилен (CH 2 ) n , где n очень велико, стабильный углеводородный полимер, наиболее часто производимый пластик . [2] К углеводородам также относятся алкены , которые содержат двойную связь между атомами углерода (например, этилен H 2 C=CH 2 ), алкины , содержащие тройную связь между атомами углерода (например, ацетилен H-C≡C-H ), циклические и разветвленные углеводороды (например, циклогексан C 6 H 12 , лимонен C 10 H 16 , который циклический углеводород с двойными связями между атомами углерода и неопентан C(CH 3 ) 4 , который представляет собой разветвленный углеводород), а также ароматические углеводороды , такие как бензол C 6 H 6 и толуол C 6 H 5 −CH 3 ), чьи исследование составляет основу органической химии . [3]
Наряду с водородом углерод может образовывать соединения с химически близкими галогенами , образуя галогеналканы . Простейшие из этого ряда, галогенметаны , содержат такие соединения, как дихлорметан CH 2 Cl 2 , хлороформ CHCl 3 и иодоформ CHI 3 . Другие такие важные химические вещества включают винилхлорид H 2 C=CHCl , который используется в производстве ПВХ .
Остальные элементы группы 14 имеют меньшую склонность к объединению. Известны кремнийорганические соединения ( бинарные кремний-водородные соединения ), кремниевые аналоги углеводородов, такие как силаны Si n H 2 n +2 с n = 1–8, термическая стабильность которых снижается с увеличением n (например, силан SiH 4 и дисилан Si 2 H 6 ), а также циклосиланы (например , циклопентасилан Si 5 H 10 и циклогексасилан Si 6 H 12 ). Это очень реакционноспособные пирофорные бесцветные газы или летучие жидкости. По летучести они занимают промежуточное положение между алканами и германами. [4] Ненасыщенные силаны, силены и силины, были охарактеризованы спектроскопически. Первыми членами каждого из них соответственно являются дисилен H 2 Si=SiH 2 и дисилин H-Si≡Si-H , кремниевые аналоги этилена и ацетилена соответственно.
Первые пять гидрогерманий Ge n H 2 n +2 известны и очень похожи на гидросиликоны [5] , например герман GeH 4 и дигерман Ge 2 H 6 . Это германиевые аналоги алканов.
Станнан SnH 4 , сильный восстановитель, медленно разлагается при комнатной температуре на олово и газообразный водород и разлагается концентрированными водными кислотами или щелочами; дистаннан, Sn 2 H 6 еще более неустойчив, а более длинные гидроолова (гидроолова) неизвестны. Станнан и дистаннан являются оловянными аналогами метана и этана соответственно.
Пламбан PbH 4 очень плохо охарактеризован и известен лишь в следовых количествах: даже при низких температурах методы синтеза, которые дают другие соединения MH 4 , не дают PbH 4 . Другие гидроплюмбумы (гидролиды) неизвестны. [1] Однако некоторые замещенные диплюмбаны с общей химической формулой R 3 Pb-PbR 3 более стабильны, где R-группы представляют собой органил .
Известны соединения, содержащие водород и несколько элементов 14-й группы, одним из наиболее известных из которых является тетраэтилсвинец Pb(CH 2 CH 3 ) 4 , который содержит углерод и свинец . Другими примерами являются метилсилан H 3 C-SiH 3 , который содержит углерод и кремний , гидрид трис(триметилсилил)германия ((CH 3 ) 3 Si) 3 GeH , который содержит углерод, кремний и германий , силилгерман или гермилсилан H 3 Si-GeH 3. содержащий кремний и германий, и гексафенилдиплюмбан (C 6 H 5 ) 3 Pb−Pb(C 6 H 5 ) 3 , содержащий углерод и свинец. [6]