水素の化合物-水素原子と非金属元素・金属元素の化合物-

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水素化合物とは

水素が非金属元素や金属元素と結合した物質を水素化合物と呼ぶ。金属元素との化合物は、金属水素化物と呼ぶ。

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非金属元素との水素化合物

非金属元素との水素化合物は常温・常圧で気体のものが多いが、液体(H2Oなど)のものもある。SiH3(シラン)、PH3(ホスフィン)、NH3(アンモニア)、H2S(硫化水素 下画像)、HCl(塩化水素)などがある。

H2S

非金属元素との水素化合物の性質

水素化合物は、結合する非金属の原子番号が増加すると、その性質が規則的に変化する。

14族 15族 16族 17族
SiH4 PH3 H2S HCl
水溶液の性質 中性(溶けない) 弱塩基性 弱酸性 強酸性

なぜPH3は塩基性なのか

PはNと同じ15族であり、PH3はアンモニア同様に水と反応してOHを生成する。そのため、その水溶液は塩基性である。

{\displaystyle {\ce {H2O\ +PH3\ <=>\ PH4^{+}\ +OH^{-}}}}

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非金属元素との水素化合物の作り方

水素と塩素の混合気体に光を当てると爆発的に反応が進み、塩化水素が生成される。この爆発を塩素爆鳴気と呼ぶ。

350℃の硫黄に水素を通じると硫化水素が生成される。

窒素と水素の混合気体に、触媒を加えて500℃で熱するとアンモニアが生成される。

H(水素化物イオン)を含む化合物:金属水素化物

水素化リチウムLiH、水素化ナトリウムNaH、水素化カルシウムCaH2などは、水素原子がH(水素化物イオン)となり、イオン結合し、イオン結晶(金属水素化物)となる。このような性質が水素原子が一族であるのにも関わらず、金属に分類されない由縁である。

NaH

金属水素化物の性質

水素化物にはNaH、MgH2、AlH3などがあるが、1族の金属イオンに近いほど強塩基性であり、3族のAlが含まれるAlH3は弱塩基性である。

1族 2族 3族
NaH MgH2 AlH3
水溶液の性質 強塩基性 弱塩基性

水素化物は水と反応して、水素を発生し、水素化物となる。NaHは常温の水と激しく反応する。

NaH + H2O → NaOH + H2

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コメント

  1. Patience より:

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