Im Periodensystem befinden sich Nichtmetalle im oberen rechten Dreieck, und wenn die Gruppennummer abnimmt, sinkt auch ihre Anzahl darin. In der siebten Gruppe (Halogene) sind alle Elemente Nichtmetalle. Dies sind Fluor, Chlor, Brom, Jod und Astat. Letzteres betrachten wir zwar nicht, da es erstens an sich radioaktiv ist, in der Erdkruste aber nur als Zwischenprodukt des Zerfalls von Uran vorkommt, und seine im Labor gewonnene Verbindung HAt (Hydrogenastatid) ist extrem instabil und verhält sich in Lösung nicht wie andere Halogenwasserstoffe. In der sechsten Gruppe gibt es bereits weniger Nichtmetalle (Sauerstoff, Schwefel, Selen und Tellur, das ein Halbmetall ist), in der fünften gibt es drei (Stickstoff, Phosphor und Arsen), in der vierten - zwei (Kohlenstoff und Silizium), und im dritten gibt es ein einsames Bor. Wasserstoffverbindungen von Nichtmetallen derselben Gruppe haben ähnliche chemische Eigenschaften.
Halogene
Hydrohalogenide sind die wichtigsten Halogenverbindungen. Dies sind ihren Eigenschaften nach Anoxsäuren, die in Wasser in ein Halogenanion und ein Wasserstoffkation dissoziieren. Alle von ihnen sind sehr gut löslich. Die chemische Bindung zwischen den Atomen im Molekül ist kovalent, das Elektronenpaar ist elektronegativer zum Halogen verschoben. Denn je höher das Periodensystem, desto größer die Elektronegativität des Atoms, mitMit abnehmender Periode wird die kovalente Bindung immer polarer. Wasserstoff trägt eine größere positive Teilladung, in Lösung löst er sich leichter von Halogen, dh die Verbindung dissoziiert vollständiger und erfolgreicher, und die Stärke der Säuren nimmt in der Reihe von Jod bis Chlor zu. Wir haben nicht von Fluor gesprochen, weil in seinem Fall genau das Gegenteil beobachtet wird: Flusssäure (Flusssäure) ist schwach und dissoziiert sehr schlecht in Lösungen. Dies wird durch ein Phänomen wie Wasserstoffbrückenbindungen erklärt: Wasserstoff wird in die Elektronenhülle des Fluoratoms eines „fremden“Moleküls eingeführt, und es entsteht eine intermolekulare Bindung, die es der Verbindung nicht erlaubt, wie erwartet zu dissoziieren.
Dies wird durch die Grafik mit den Siedepunkten verschiedener Wasserstoffverbindungen von Nichtmetallen deutlich bestätigt: Verbindungen von Elementen der ersten Periode - Stickstoff, Sauerstoff und Fluor - die Wasserstoffbrückenbindungen aufweisen, werden von ihnen unterschieden.
Sauerstoffgruppe
Die Wasserstoffverbindung des Sauerstoffs ist offensichtlich Wasser. Daran ist nichts Bemerkenswertes, außer dass Sauerstoff in dieser Verbindung, im Gegensatz zu Schwefel, Selen und Tellur in ähnlichen Verbindungen, in sp3-Hybridisierung vorliegt - dies wird durch den Bindungswinkel zwischen den belegt zwei Bindungen mit Wasserstoff. Es wird angenommen, dass dies für die restlichen Elemente der Gruppe 6 aufgrund der großen Unterschiede in den Energieeigenschaften der äußeren Ebenen nicht beobachtet wird (Wasserstoff hat 1s, Sauerstoff hat 2s, 2p, während der Rest 3, 4 bzw. 5 hat).
Schwefelwasserstoff wird beim Proteinzerfall freigesetzt, daher manifestiert es sich mit dem Geruch von faulen Eiern, giftig. Es kommt in der Natur in Form von Vulkangas vor, wird von lebenden Organismen bei den bereits erwähnten Prozessen (Verrottung) freigesetzt. In der Chemie wird es als starkes Reduktionsmittel verwendet. Wenn Vulkane ausbrechen, vermischt es sich mit Schwefeldioxid zu vulkanischem Schwefel.
Wasserstoffselenid und Wasserstofftellurid sind ebenfalls Gase. Schrecklich giftig und riecht noch ekelhafter als Schwefelwasserstoff. Mit zunehmender Dauer nehmen die reduzierenden Eigenschaften zu und damit auch die Stärke wässriger Säurelösungen.
Stickstoffgruppe
Ammoniak ist eine der bekanntesten Wasserstoffverbindungen von Nichtmetallen. Stickstoff befindet sich auch hier in einer sp3-Hybridisierung, wobei ein ungeteiltes Elektronenpaar erh alten bleibt, wodurch es dann verschiedene ionische Verbindungen bildet. Es hat starke restaurative Eigenschaften. Es ist bekannt für seine gute Fähigkeit (aufgrund des gleichen einsamen Elektronenpaars) zur Bildung von Komplexen, die als Ligand wirken. Bekannt sind Ammoniakkomplexe von Kupfer, Zink, Eisen, Kob alt, Nickel, Silber, Gold und vielem mehr.
Phosphin - eine Wasserstoffverbindung des Phosphors - hat noch stärkere reduzierende Eigenschaften. Extrem giftig, entzündet sich spontan an der Luft. Enthält in geringen Mengen ein Dimer in der Mischung.
Arsin - Arsenwasserstoff. Giftig, wie alle Arsenverbindungen. Es hat einen charakteristischen Knoblauchgeruch, der durch die Oxidation eines Teils der Substanz entsteht.
Kohlenstoff und Silizium
Methan - Wasserstoffdie kohlenstoffverbindung ist der ausgangspunkt in den grenzenlosen raum der organischen chemie. Genau das ist mit Kohlenstoff passiert, denn er kann lange stabile Ketten mit Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen bilden. Für die Zwecke dieses Artikels ist es erwähnenswert, dass das Kohlenstoffatom auch hier eine sp3-Hybridisierung aufweist. Die Hauptreaktion von Methan ist die Verbrennung, bei der viel Wärme freigesetzt wird, weshalb Methan (Erdgas) als Brennstoff verwendet wird.
Silan ist eine ähnliche Siliziumverbindung. Es entzündet sich spontan an der Luft und brennt aus. Bemerkenswert ist, dass es auch in der Lage ist, kohlenstoffartige Ketten zu bilden: Bekannt sind beispielsweise Disilan und Trisilan. Das Problem ist, dass die Silizium-Silizium-Bindung viel weniger stabil ist und die Ketten leicht brechen.
Bor
Bei Bor ist alles sehr interessant. Tatsache ist, dass seine einfachste Wasserstoffverbindung - Boran - instabil ist und dimerisiert, wodurch Diboran entsteht. Diboran entzündet sich spontan an Luft, ist aber selbst stabil, ebenso einige nachfolgende Borane mit bis zu 20 Boratomen in einer Kette – darin sind sie weiter fortgeschritten als Silane mit maximal 8 Atomen. Alle Borane sind giftig, einschließlich Nervenkampfstoffe.
Molekularformeln von Wasserstoffverbindungen von Nichtmetallen und Metallen werden auf die gleiche Weise geschrieben, aber sie unterscheiden sich in der Struktur: Metallhydride haben eine ionische Struktur, Nichtmetalle haben eine kovalente Struktur.
