Los hidruros del grupo 14 son compuestos químicos formados por átomos de hidrógeno y átomos del grupo 14 (los elementos del grupo 14 son carbono , silicio , germanio , estaño , plomo y flerovio ).
La serie de los tetrahidruros tiene la fórmula química XH 4 , donde X representa a cualquiera de los miembros de la familia del carbono. El metano es comúnmente el resultado de la descomposición de materia orgánica y es un gas de efecto invernadero . Los otros hidruros son generalmente hidruros metálicos inestables y venenosos .
Adoptan una estructura piramidal y, como tales, no son moléculas polares como los otros hidruros del bloque p .
A diferencia de otros hidruros ligeros como el amoníaco , el agua y el fluoruro de hidrógeno , el metano no exhibe ningún efecto anómalo atribuido a la unión de hidrógeno , por lo que sus propiedades se ajustan bien a la tendencia predominante de los hidruros más pesados del grupo 14.
Esta serie tiene la fórmula química X 2 H 6 . El etano se encuentra comúnmente junto con el metano en el gas natural . Los otros hidruros de la fórmula química X 2 H 6 son menos estables que los tetrahidruros correspondientes XH 4 , y son cada vez menos estables a medida que X pasa del carbono (etano C 2 H 6 es estable) al plomo (o flerovio ) en la tabla periódica (diplumbano Pb 2 H 6 es desconocido [1] ).
Todos los hidruros saturados de cadena lineal del grupo 14 siguen la fórmula X n H 2 n +2 , la misma fórmula para los alcanos .
Se conocen muchos otros hidruros del grupo 14. El carbono forma una gran variedad de hidrocarburos (entre los alcanos más simples están el metano CH 4 , el etano C 2 H 6 , el propano C 3 H 8 , el butano C 4 H 10 , el pentano C 5 H 12 y el hexano C 6 H 14 , con una amplia gama de usos. También está el polietileno (CH 2 ) n , donde n es muy grande, un polímero de hidrocarburo estable, el plástico más comúnmente producido . [2] Los hidrocarburos también incluyen alquenos , que contienen un doble enlace entre átomos de carbono (por ejemplo, etileno H 2 C=CH 2 ), alquinos , que contienen un triple enlace entre átomos de carbono (por ejemplo, acetileno H−C≡C−H ), hidrocarburos cíclicos y ramificados (por ejemplo, ciclohexano C 6 H 12 , limoneno C 10 H 16 , que es un hidrocarburo cíclico con dobles enlaces entre átomos de carbono, y neopentano C(CH 3 ) 4 , que es un hidrocarburo ramificado), así como hidrocarburos aromáticos como el benceno C 6 H 6 y el tolueno C 6 H 5 −CH 3 ), cuyo estudio constituye el núcleo de la química orgánica . [3]
Junto con el hidrógeno , el carbono puede formar compuestos con halógenos químicamente similares , formando haloalcanos . Los más simples de esta serie, los halometanos , contienen compuestos como el diclorometano CH 2 Cl 2 , el cloroformo CHCl 3 y el yodoformo CHI 3 . Otros productos químicos importantes incluyen el cloruro de vinilo H 2 C=CHCl , que se utiliza en la producción de PVC .
Los otros elementos del grupo 14 tienen una menor tendencia a la catenación. Los hidrosilicios ( compuestos binarios de silicio-hidrógeno ), análogos de silicio de los hidrocarburos, como los silanos Si n H 2 n +2 son conocidos para n = 1–8, en los que la estabilidad térmica disminuye a medida que n aumenta (por ejemplo, silano SiH 4 y disilano Si 2 H 6 ), al igual que los ciclosilanos (por ejemplo, ciclopentasilano Si 5 H 10 y ciclohexasilano Si 6 H 12 ). Son gases incoloros o líquidos volátiles muy reactivos, pirofóricos . Su volatilidad es intermedia entre los alcanos y los germanos. [4] Los silanos insaturados , los silenos y silinos, se han caracterizado espectroscópicamente. Los primeros miembros de cada uno respectivamente son disileno H 2 Si=SiH 2 y disileno H−Si≡Si−H , los análogos de silicio del etileno y el acetileno respectivamente.
Los primeros cinco hidrogermanios Ge n H 2 n +2 son conocidos y son bastante similares a las hidrosiliconas, [5] p. ej., el germano GeH 4 y el digermano Ge 2 H 6 . Son análogos de germanio de los alcanos.
El estannano SnH 4 , un fuerte agente reductor, se descompone lentamente a temperatura ambiente en estaño y gas hidrógeno, y se descompone con ácidos o álcalis acuosos concentrados; el distannano, Sn 2 H 6 es aún más inestable y se desconocen hidrostannos más largos (hidroestaños). El estannano y el distannano son análogos de estaño del metano y el etano respectivamente.
El plumbano PbH 4 está muy poco caracterizado y solo se conoce en cantidades traza: incluso a bajas temperaturas, los métodos de síntesis que producen los otros compuestos MH 4 no logran dar PbH 4 . No se conocen otros hidroplumbumos (hidroplomos). [1] Sin embargo, algunos diplumbanos sustituidos, con una fórmula química general R 3 Pb−PbR 3 son más estables, donde los grupos R son organilo .
Se conocen compuestos que contienen hidrógeno y varios elementos del grupo 14, siendo uno de los más famosos el tetraetilo de plomo Pb(CH 2 CH 3 ) 4 que contiene carbono y plomo . Otros ejemplos son el metilsilano H 3 C−SiH 3 que contiene carbono y silicio , el hidruro de tris(trimetilsilil)germanio ((CH 3 ) 3 Si) 3 GeH que contiene carbono, silicio y germanio , el sililgermano o germilsilano H 3 Si−GeH 3 que contiene silicio y germanio, y el hexafenildiplumbano (C 6 H 5 ) 3 Pb−Pb(C 6 H 5 ) 3 que contiene carbono y plomo. [6]