Cynowodór

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Cynowodór
Niepodpisana grafika związku chemicznego; prawdopodobnie struktura chemiczna bądź trójwymiarowy model cząsteczki Niepodpisana grafika związku chemicznego; prawdopodobnie struktura chemiczna bądź trójwymiarowy model cząsteczki
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny SnH4
Masa molowa 122,74 g/mol
Wygląd bezbarwny gaz[2]
Identyfikacja
Numer CAS 2406-52-2[3][2]
7440-31-5[4][a]
Podobne związki
Podobne związki CH4, SiH4, GeH4, PbH4
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Cynowodór, SnH
4
nieorganiczny związek chemiczny, połączenie cyny i wodoru.

Właściwości atomowe i fizyczne[edytuj | edytuj kod]

Energia wiązania atomu cyny i atomu wodoru wynosi 70–74 kJ/mol[5]. Długość wiązań wynosi 170[5]–171[6] pm.

Na widmach NMR stałe sprzężenia 117Sn−H i 119Sn−H wynoszą odpowiednio 1846 i 1931 Hz i są o ok. 100–200 Hz większe niż w pochodnych metylocynowych (MeSnH
3
, Me
2
SnH
2
i Me
3
SnH
)[5].

Właściwości chemiczne[edytuj | edytuj kod]

W warunkach normalnych jest to nietrwały, bezbarwny gaz[2]. W temperaturze pokojowej powoli rozkłada się na metaliczną cynę i wodór[5][7], w 100 °C rozkład jest bardzo szybki[5]. Proces ten ma charakter autokatalityczny i ulega znacznemu przyspieszeniu po wytworzeniu się na ściankach naczynia cienkiej warstwy metalicznej cyny. Szybkość rozkładu spada natomiast w obecności niewielkich ilości tlenu, rzędu 0,1% (brak rozkładu SnH
4
po 3 h w 60 °C). Tłumaczone jest to utlenianiem powstającej cyny do dwutlenku SnO
2
, który nie katalizuje rozkładu wodorku[8].

Jest trujący, ma silne właściwości redukujące[5]. W kontakcie z powietrzem zapala się, a produktami spalania jest tlenek cyny(IV) i woda[potrzebny przypis]:

SnH
4
+ 2O
2
→ 2H
2
O + SnO
2

Reakcja z tlenem w kontrolowanych warunkach także prowadzi do SnO
2
i przebiega dwuetapowo[9]:

SnH
4
→ Sn + 2H
2
Sn + O
2
→ SnO
2

Pochodne cynoorganiczne typu RSnH
3
, R
2
SnH
2
i R
3
SnH
są z reguły trwalsze niż macierzysty SnH
4
[5].

Otrzymywanie[edytuj | edytuj kod]

Cynowodór można otrzymać z wysoką wydajnością (80–90%) w reakcji chlorku cyny(IV) z glinowodorkiem litu[5][7]:

SnCl
4
+ LiAlH
4
→ SnH
4
+ AlCl
3
+ LiCl

lub przez redukcję wodnego roztworu chlorku cyny(II), SnCl
2
, za pomocą NaBH
4
[5][7]; w tym przypadku monostannanowi (wydajność ok. 85%) towarzyszy distannan, Sn
2
H
6
, jeszcze mniej trwały niż SnH
4
[5]. Jako substratu do tej reakcji można użyć także SnCl
4
[8][9]. Substraty miesza się w temperaturze ciekłego azotu (−196 °C) i pozwala się ogrzać mieszaninie do temperatury pokojowej. Powstający SnH
4
wyłapuje się w w naczyniu schłodzonym ciekłym azotem. Oczyszczanie prowadzi się przez destylację znad suchego lodu (−78 °C), a produkt ponownie kondensuje w naczyniu w ciekłym azocie[8].

Zastosowanie[edytuj | edytuj kod]

Stosuje się go do wytwarzania polimerów zawierających cynę[potrzebny przypis] oraz do otrzymywania powłok z krystalicznego SnO
2
o dużej czystości[9][10].

Uwagi[edytuj | edytuj kod]

  1. Błędnie przypisany numer CAS cyny do cynowodoru.

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. a b c Publikacja w otwartym dostępie – możesz ją bezpłatnie przeczytać Neil G. Connelly i inni, Nomenclature of Inorganic Chemistry. IUPAC Recommendations 2005 (Red Book), International Union of Pure and Applied Chemistry, RSC Publishing, 2005, s. 333, ISBN 978-0-85404-438-2.
  2. a b c d e f CRC Handbook of Chemistry and Physics, William M. Haynes (red.), wyd. 95, Boca Raton: CRC Press, 2014, s. 4-95, ISBN 978-1-4822-0867-2.
  3. a b Tin: stannane. WebElements Periodic Table. [dostęp 2015-03-31].
  4. Publikacja o płatnym dostępie – wymagana płatna rejestracja lub wykupienie subskrypcji Stanane (numer: 14682868) w bazie Reaxys, Elsevier Information Systems. [dostęp 2015-09-10].
  5. a b c d e f g h i j k E.W. Abel: Tin. W: E.G. Rochow, E.W. Abel: The Chemistry of Germanium. Tin and Lead. Elsevier, 1973, s. 58–60. DOI: 10.1016/B978-0-08-018854-6.50006-5. ISBN 978-0-08-018854-6.
  6. CRC Handbook of Chemistry and Physics, David R. Lide (red.), wyd. 88, Boca Raton: CRC Press, 2007, s. 9-27, ISBN 978-0-8493-0488-0.
  7. a b c Norman N. Greenwood, Alan Earnshaw, Chemistry of the Elements, wyd. 2, Oxford–Boston: Butterworth-Heinemann, 1997, s. 375, ISBN 0-7506-3365-4.
  8. a b c Kenzi Tamaru. The Thermal Decomposition of Tin Hydride.. „The Journal of Physical Chemistry”. 60 (5), s. 610–612, 1956. DOI: 10.1021/j150539a024. 
  9. a b c Chun-Fang Wang, Su-Yuan Xie, Shui-Chao Lin, Xuan Cheng i inni. Glow discharge growth of SnO
    2
    nano-needles from SnH
    4
    . „Chem. Commun.”, s. 1766-1767, 2004. DOI: 10.1039/B404362F.
     
  10. Qin Kuang, Zhi-Yuan Jiang, Zhao-Xiong Xie, Shui-Chao Lin i inni. Tailoring the Optical Property by a Three-Dimensional Epitaxial Heterostructure: A Case of ZnO/SnO2. „Journal of the American Chemical Society”. 127 (33), s. 11777–11784, 2005. DOI: 10.1021/ja052259t.