Los hidruros de pnictógeno o pnictidos de hidrógeno son compuestos binarios de hidrógeno con átomos de pnictógeno ( / ˈpnɪktədʒən / o / ˈnɪktədʒən / ; del griego antiguo : πνῑ́γω " estrangular " y -gen , " generador") (elementos del grupo 15 : nitrógeno , fósforo , arsénico , antimonio , bismuto y moscovio ) unidos covalentemente al hidrógeno .
La serie más simple tiene la fórmula química XH 3 (menos comúnmente H 3 X), donde X representa cualquiera de los pnicógenos. Adoptan la estructura piramidal (en oposición a la disposición trigonal plana de los hidruros del grupo 13 ) y, por lo tanto, son polares. Estos trihidruros de pnicógenos son generalmente cada vez más inestables y venenosos con elementos más pesados.
Algunas propiedades de los trihidruros de pnicógeno son las siguientes: [1]
Estos gases no tienen olor en su forma pura, sino que lo adquieren al entrar en contacto con el aire. El amoníaco tiene un olor intenso y notorio que recuerda a la orina o al pescado , y que suele ser el resultado de la descomposición de la urea . La fosfina huele a pescado o a ajo, y la estibina a huevos podridos, similar al sulfuro de hidrógeno y al seleniuro .
Los tetrahidruros de dipnicógeno tienen la fórmula química X 2 H 4 . Por lo general, son menos estables que los trihidruros y se descomponen comúnmente en el trihidruro y el pnicógeno involucrado.
Existen polifosfanos 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 , lo que suma un total de 85 fosfanos conocidos en 1997. [3]
Los pnictidos de hidrógeno no cíclicos siguen la fórmula X n H n+2 .
Insoluble en agua pero soluble en líquidos orgánicos (así como el disulfuro de carbono y el ácido tricloroacético ), la fosfina es un agente reductor. [3]
El amoniaco se produce industrialmente en la mayor escala entre todos los compuestos. Al igual que el agua, la unión por puentes de hidrógeno da como resultado un punto de fusión y ebullición elevado en comparación con los otros hidruros de nitrógeno, aunque el 26% se pierde en la fusión, otro 7% cuando el líquido se calienta hasta la ebullición y el 67% restante al hervir. Otros efectos de la unión por puentes 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 hidrazina (N 2 H 4 ) y la azida de hidrógeno (HN 3 ). La hidracina 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 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 hay una tendencia apreciable a disociarse como el amoníaco en MH+
4y MH−
2(M = P, As, Sb, Bi). Los hidruros de pnicógeno se vuelven más densos a medida que se desciende en el grupo y las longitudes de enlace M–H aumentan, mientras que el ángulo de enlace H–M–H disminuye ligeramente. Las entalpías estándar de formación reflejan la creciente inestabilidad térmica a medida que se desciende en el grupo. La arsina se descompone en arsénico e hidrógeno a 250–300 °C, la estibina en antimonio e hidrógeno a temperatura ambiente, y la bismuta en bismuto e hidrógeno por encima de los −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 conduce a arseniuros y antimonuros . Se conocen algunos hidruros inferiores, como As2H4 , 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 un hidruro de pnicógeno.