Станнан
| Станнан | |
|---|---|
 | |
| Общие | |
| Систематическое наименование |
станнан |
| Традиционные названия | станнометан, тетрагидрид олова, моностаннан |
| Хим. формула | SnH4 |
| Физические свойства | |
| Состояние | тяжёлый бесцветный газ |
| Молярная масса | 122,74 ± 0,01 г/моль |
| Плотность | 0,0054 г/см³ |
| Энергия ионизации | 10,75 эВ[1] |
| Термические свойства | |
| Температура | |
| • плавления | −146 °C |
| • кипения | −51,8 °C |
| • разложения | 20 °C |
| Мол. теплоёмк. | 49 Дж/(моль·К) |
| Энтальпия | |
| • образования | 162,8 кДж/моль |
| Структура | |
| Дипольный момент | 0 Кл·м[1] |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 2406-52-2 |
| PubChem | 123161 |
| SMILES | |
| InChI | |
| ChEBI | 30419 |
| ChemSpider | 109776 |
| Безопасность | |
| NFPA 704 | |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
 Медиафайлы на Викискладе | |
Станна́н (тетрагидри́д о́лова, гидри́д олова(IV), оловя́нистый водоро́д, моностанна́н, станномета́н) — бинарное неорганическое химическое соединение олова и водорода. Бесцветный тяжёлый газ. Химическая формула SnH4. Чрезвычайно ядовит.
Как и другие высшие гидриды элементов четвёртой группы (силан SiH4, герман GeH4, плюмбан PbH4), является аналогом метана CH4. Одновалентный радикал —SnH3 называется станнил.
Химические свойства
[править | править код]Очень нестоек. Нацело разлагается водой. На воздухе самовоспламеняется:
- .
![{\displaystyle {\mathrm {SnH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}2\,\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}+{}\mathrm {SnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b4073318417abffa570f623061eee0f1d01f14e3)
Не проявляет кислотных или щелочных свойств.
При взаимодействии с галогенами все атомы водорода замещаются на галоген с сильным взрывом:
- .
![{\displaystyle {\mathrm {SnH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}4\,\mathrm {Cl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {SnCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}4\,\mathrm {HCl} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/2599ab22c1d6a30828099a9c32c89202f0aff252)
Станнан термодинамически неустойчив, при нормальных условиях постепенно разлагается с образованием оловянного зеркала на поверхностях и выделением молекулярного водорода:
- .
![{\displaystyle {\mathrm {SnH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {Sn} {}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5900d0136370c7cf34f23f30ed33991ab3501bf0)
Самопроизвольный распад связан с тем, что олово — продукт реакции распада — является её катализатором, то есть реакция распада станнометана (и других гидридов олова) является автокаталитической. При температуре выше +160 °C разлагается со взрывом. Примесь небольшого количества газообразного кислорода (~10 %) стабилизирует станнан, и его можно хранить при комнатной температуре. Разложение ускоряется при контакте с резиной, а также с шероховатыми, металлическими или покрытыми жиром поверхностями.
Образует при замещении водорода на органические группы ряд более стабильных оловоорганических соединений, таких как тетраметилолово Sn(CH3)4 или гидрид трибутилолова HSn(C4H9)3.
Физические свойства
[править | править код]При нормальных условиях станнан является бесцветным тяжёлым газом (плотность 5,4 г/л, примерно в 4,5 раза тяжелее воздуха). Температура кипения −51,8 °C, температура плавления −146 °C. Энергия связи Sn—H равна 297 кДж/моль, длина связи 171,1 пм. Теплота образования равна −163 кДж/моль. Молекула неполярна, электрический дипольный момент равен нулю, как и у других высших гидридов элементов IV группы. Теплоёмкость 1,262 кДж/(кг·К). Молярная теплота испарения 19,049 кДж/моль.
Получение
[править | править код]Получается по реакции станнидов с кислотами:
- .
![{\displaystyle {\mathrm {Mg} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {Sn} {}+{}4\,\mathrm {HCl} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {SnH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}\uparrow {}{}+{}2\,\mathrm {MgCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/19fd23314bcf07e9ff3d22de29933595ba175b55)
При взаимодействии солей олова с активными металлами в кислой среде:
- .
![{\displaystyle {\mathrm {SnCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}3\,\mathrm {Mg} {}+{}4\,\mathrm {HCl} {}\mathrel {\longrightarrow } {}3\,\mathrm {MgCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {SnH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}\uparrow {}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ac52b5bff4277684b9b53ba444bd82d696dc4607)
При восстановлении хлорида олова(IV) эфирным раствором алюмогидрида лития (выход 80—90%):
- .
![{\displaystyle {\mathrm {SnCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}\mathrm {Li} [\mathrm {AlH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}]{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {SnH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}\uparrow {}{}+{}\mathrm {LiCl} {}+{}\mathrm {AlCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f7d15a189fc260cb292e71f368a108f239f7c221)
Станнан образуется также при восстановлении хлорида олова(II) водным раствором борогидрида натрия и при восстановлении солей олова цинком в соляной кислоте. В некоторых из перечисленных реакций образуется также водород, от которого станнан может быть отделён охлаждением до температуры конденсации.
Станнан может образовываться при реакции металлического олова с органическими кислотами. С этим связаны тяжёлые отравления консервированными продуктами, долго хранившимися в лужёных банках.
Применение
[править | править код]Почти не применяется ввиду своих свойств. Добавляется в сварочный состав в сверхнизких количествах.
Используется как промежуточное сырье при получении оловосодержащих полимеров и других оловоорганических веществ.
Биологическое воздействие
[править | править код]
Сильнейший яд, сравним по токсичности с арсином (мышьяковистым водородом).
См. также
[править | править код]Примечания
[править | править код]- 1 2 David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
Ссылки
[править | править код]- Новый справочник химика и технолога. Номенклатура элементоорганических соединений
- Руководство по неорганическому синтезу. Под ред. Г. Брауэра. — М.: Мир, 1985. — Том 3. Гл. 12. С. 76—77. Станнан.
Литература
[править | править код]- CRC Handbook of Chemistry and Physics. — 90th Ed. — CRC Press, 2010. — С. 5-14.
- Гринвуд Н. Н., Эрншо А. Химия элементов / пер. с англ. В. А. Михайлова [и др.]. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. — Т. 1. — С. 354. — 607 с. — ISBN 978-5-94774-373-9.
- Некрасов Б. В. Основы общей химии. — Т. 1. — М.: Химия, 1973. — С. 624.
