Los hidruros de pnictógeno o pnictidas de hidrógeno son compuestos binarios de hidrógeno con pnictógeno ( / ˈ p n ɪ k t ə dʒ ə n / o / ˈ n ɪ k t ə dʒ ə n / ; del griego antiguo : πνῑ́γω "asfixiar" y -gen , "generador") átomos (elementos del grupo 15: nitrógeno , fósforo , arsénico , antimonio , bismuto y moscovio ) unidos covalentemente a hidrógeno .
La serie más simple tiene la fórmula química XH 3 (menos comúnmente H 3 X), donde X representa cualquiera de los pnictógenos. Adoptan la estructura piramidal (a diferencia de la disposición plana trigonal de los hidruros del grupo 13 ) y, por tanto, son polares. Estos trihidruros de pnictógeno son generalmente cada vez más inestables y venenosos con elementos más pesados.
Algunas propiedades de los trihidruros de pnictógeno son las siguientes: [1]
Estos gases no tienen olor en forma pura, sino que lo adquieren al entrar en contacto con el aire. El amoníaco tiene un olor intenso y notorio parecido a la orina y/o al pescado , comúnmente resultado de la descomposición de la urea . La fosfina huele a pescado o ajo, y la estibina a huevos podridos, similar al sulfuro de hidrógeno y al seleniuro .
Los tetrahidruros de dipnictógeno tienen la fórmula química X 2 H 4 . Estos son generalmente menos estables que los trihidruros y comúnmente se descomponen en el trihidruro y el pnictógeno involucrado.
Los polifosfanos existen con la fórmula P n H n +2 ( n = 1–9). Se han detectado isómeros lineales y ramificados de P 4 H 6 . Se conocen otras series de polifosfanos cíclicos y condensados, desde P n H n hasta P n H n −18 , que ascienden a 85 fosfano conocidos en 1997. [3]
Las pnictidas de hidrógeno no cíclicas siguen la fórmula X n H n+2 .
Insoluble en agua pero soluble en líquidos orgánicos (así como en disulfuro de carbono y ácido tricloroacético ), la fosfina es un agente reductor. [3]
De todos los compuestos, el amoníaco se produce industrialmente a mayor escala. Al igual que el agua, los enlaces de hidrógeno dan como resultado un alto punto de fusión y ebullición en comparación con otros hidruros de pnictógeno, aunque el 26% se pierde al fundirse, otro 7% cuando el líquido se calienta hasta hervir y el 67% restante al hervir. Otros efectos de los enlaces de hidrógeno son una constante dieléctrica alta, así como valores bajos de densidad, viscosidad y conductividad eléctrica. Al igual que el agua, es un disolvente ionizante excelente y de uso frecuente. [4] Se conocen más de veinte hidruros de nitrógeno , siendo los más importantes la hidracina (N 2 H 4 ) y la azida de hidrógeno (HN 3 ). La hidrazina tiene propiedades físicas notablemente similares a las del agua: sus puntos de fusión y ebullición son 2,0 °C y 113,5 °C, la densidad del sólido a -5 °C es 1,146 g/cm 3 , mientras que la del líquido a -5 °C es 1,146 g/cm 3 , mientras que la del líquido a 25 °C es 1,00 g/cm 3 . [5] Los azanos son una serie que incluye el amoniaco, la hidracina y el triazano .
La fosfina, un gas tóxico e incoloro, es el hidruro de fósforo más estable.
La arsina, la estibina y la bismutina son gases altamente tóxicos, térmicamente inestables e incoloros. No se encuentran enlaces de hidrógeno apreciables en la fosfina, la arsina, la estibina o la bismutina, y no existe una tendencia apreciable a disociarse como el amoníaco en MH.+
4y MH−
2(M = P, As, Sb, Bi). Los hidruros de pnictógeno se vuelven más densos en el grupo y las longitudes de los enlaces M – H aumentan, mientras que el ángulo del enlace H – M – H disminuye ligeramente. Las entalpías estándar de formación reflejan la creciente inestabilidad térmica que desciende por el grupo. La arsina se descompone en arsénico e hidrógeno a 250-300 °C, la estibina en antimonio e hidrógeno a temperatura ambiente y el bismuto en bismuto e hidrógeno por encima de -45 °C. La arsina y la estibina se oxidan muy fácilmente a arsénico o trióxido de antimonio y agua; Una reacción similar ocurre con el azufre o el selenio . La reacción con metales a temperaturas elevadas da lugar a arseniuros y antimonuros. Se conocen algunos hidruros inferiores, como el As 2 H 4 , pero son aún más inestables y se desconocen sus propiedades. [1]
El imidógeno , un radical compuesto por un átomo de hidrógeno y un átomo de nitrógeno (NH), puede clasificarse como hidruro de pnictógeno.