Μολυβδάνιο

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Πήδηση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση
Μολυβδάνιο
Plumban.svg
Γενικά
Όνομα IUPAC Μολυβδάνιο
Άλλες ονομασίες Πλαμπάνιο
Τετραϋδρίδιο του μολύβδου
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος PbH4
Μοριακή μάζα 211,23 amu
Αριθμός CAS 15875-18-0
SMILES [Pb]
InChI 1S/Pb.4H
PubChem CID 123278
ChemSpider ID 109888
Δομή
Μήκος δεσμού 171,1 pm
Είδος δεσμού ομοιοπολικός
σ (1s-6sp³)
Μοριακή γεωμετρία τετραεδρική
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο βρασμού −13 °C
Χημικές ιδιότητες
Επικινδυνότητα
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες (25°C, 100 kPa).

Το μολυβδάνιο ή πλαμπάνιο[1] (αγγλικά: plumbane), είναι ανόργανη χημική ένωση, που περιέχει μόλυβδο και υδρογόνο,[2] με μοριακό τύπο PbH4. Το μολυβδάνιο είναι ένωση όχι καλά χαρακτηρισμένη, όχι καλά γνωστή, και είναι θερμοδυναμικά ασταθής, με τάση απώλειας (τουλάχιστον) ενός (1) ατόμου υδρογόνου. [3]. Αποτελεί το μολυβδούχο ανάλογο του μεθάνιου, του σιλάνιου, του γερμανάνιου και του κασσιτεράνιου.

Οι όροι μολυβδάνιο και πλαμπάνιο επεκτείνονται και πέρα της «μητρικής» ένωσης, σε μια σειρά «θυγατρικές» ενώσεις, με γενικό τύπο PbR4, όπου τα όχι απαραίτητα ίδια R παριστάνουν υδρογόνα, αλογόνα ή μονοσθενείς ανόργανες ή οργανικές ρίζες. Ακόμη, δύο (2) ή τρία (3) R, μπορούν να αντικατασταθούν, επίσης, από δισθενείς ή τρισθενείς ρίζες, σχηματίζοντας έτσι και ετεροκυκλικά μολυβδάνια ή πλαμπάνια. Στα παράγωγα αυτά συμπεριλαμβάνονται αξιοσημείωτες ενώσεις όπως ο τετραφθορομόλυβδος (PbF4) και ο τετρααιθυλομόλυβδος (Et4Pb), το αντικροτικό της παλιάς super βενζίνης.

Ιστορία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Μέχρι πρόσφατα, ήταν αβέβαιο το αν πράγματι συνθέθηκε μολυβδάνιο,[4] αν και οι πρώτες αναφορές σε αυτό χρονολογούνται από τη δεκαετία του '20.[5] Το 1963, οι Ζάαλφελτ (Saalfeld) και Σβεκ (Svec) ανέφεραν την παρατήρηση ιόντος μολυβδωνίου (PbH4+), με φασματοσκοπία μάζας.[6] Το μολυβδάνιο ήταν επανηλημμένα θέμα μελετών σχετιστικιστικών υπολογισμών, που ερευνούσαν τις σταθερότητες, τις γεωμετρίες και τις ενέργειες υδριδίων με γενικούς τύπους MH4 και MH2[3]

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Γενικά, τα υδρίδια μετάλλων σχηματίζονται όταν αέριο υδρογόνο αφήνεται να αντιδράσει με τα αντίστοιχα μέταλλα. Μπορούν να εξυπηρετήσουν ως χημικές αποθήκες υδρογόνου, εφόσον το ίδιο το αέριο είναι δύσκολο και επικίνδυνο στο χειρισμό του, εξαιτίας της υψηλής του ευφλεκτότητας.

Οι πρώιμες μελέτες πάνω στο μολυβδάνιο αποκάλυψαν ότι η ένωση αυτή είναι ασταθής, σε σύγκριση με τις ανάλογές του σιλάνιο, γερμανάνιο και κασσιτεράνιο.[7] Δεν μπορεί να συνθεθεί με μεθόδους που χρησιμοποιήθηκαν για τη σύνθεση γερμανάνιου ή κασσιτεράνιου.

Πρόσφατα, όμως, συνθέθηκε μολυβδάνιο από δινιτρικό μόλυβδο [Pb(NO3)2] και νατριοβοριοϋδρίδιο (NaBH4).[8] Επιπρόσθετα, αναπτύχθηκε ένας μηχανισμός σύνθεσης μολυβανίου.[9]

Το 2003, οι Βανγκ (Wang) και Άντριους (Andrews) μελέτησαν προσεκτικά την παρασκευή μολυβδανίου με απόθεση λέιζερ και επιπρόσθετα ταυτοποίησαν την παραγώμενη ένωση με δέσμες υπερύθρου.[10]

Ιδιότητες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το μολυβδάνιο είναι ασταθές άχρωμο αέριο. Αποτελεί το βαρύτερο υδρίδιο στοιχείων της ομάδας του άνθρακα.[11] Επιπλέον, το μόριο του μολυβδάνιο έχει τετραεδρική δομή (Td) με ισορροπία απόστασης μεταξύ των ατόμων μολύβδου και υδρογόνου στα 173 pm.[12] Τα ποσοστά κατά μάζα συμμετοχής των δυο στοιχείων είναι 1,91% υδρογόνο και 98,09% μόλυβδος. Οι αριθμοί οξείδωσης των δυο στοιχείων σ' αυτήν την ένωση είναι -1 και +4, αντίστοιχα, γιατί η ηλεκτραρνητικότητα του υδρογόνου είναι υψηλότερη από αυτήν του μολύβδου. Η σταθερότητα των υδριδίων μετάλλων με γενικό τύπο MH4, όπου M στοιχείο της ομάδας του άνθρακα, ελαττώνεται με την αύξηση του ατομικού αριθμού του στοιχείου M.

Δείτε επίσης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Μεθάνιο
  2. Σιλάνιο
  3. Γερμανάνιο
  4. Κασσιτεράνιο

Παρατηρήσεις και παραπομπές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Για εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών.
  2. Porritt, C. J. (1975). Chem. Ind-London 9: 398. 
  3. 3,0 3,1 Hein, Thomas A.; Thiel, Walter; Lee, Timothy J. (1993). «Ab initio study of the stability and vibrational spectra of plumbane, methylplumbane, and homologous compounds». The Journal of Physical Chemistry 97 (17): 4381–4385. doi:10.1021/j100119a021. 
  4. Cotton, F. A.; Wilkinson, G.; Murillo, C. A.; Bochman, M. Advanced Inorganic Chemistry. Wiley: New York, 1999
  5. Paneth, Fritz; Nörring, Otto (1920). «Über Bleiwasserstoff». Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft (A and B Series) 53 (9): 1693–1710. doi:10.1002/cber.19200530915. 
  6. Saalfeld, Fred E.; Svec, Harry J. (1963). «The Mass Spectra of Volatile Hydrides. I. The Monoelemental Hydrides of the Group IVB and VB Elements». Inorganic Chemistry 2: 46–50. doi:10.1021/ic50005a014. 
  7. Malli, Gulzari L.; Siegert, Martin; Turner, David P. (2004). «Relativistic and electron correlation effects for molecules of heavy elements: Ab initio fully relativistic coupled-cluster calculations for PbH4». International Journal of Quantum Chemistry 99 (6): 940–949. doi:10.1002/qua.20142. 
  8. Krivtsun, V. M.; Kuritsyn, Y. A.; Snegirev, E. P. (1999). «Observation of IR absorption spectra of the unstable PbH4 molecule» (PDF). Opt. Spectrosc 86: 686–691. http://www.isan.troitsk.ru/dms/tdl/publ/1999os_en.pdf. 
  9. Zou, Y; Jin, FX; Chen, ZJ; Qiu, DR; Yang, PY (2005). «Non-nascent hydrogen mechanism of plumbane generation». Guang pu xue yu guang pu fen xi = Guang pu 25 (10): 1720–3. PMID 16395924. 
  10. Wang, Xuefeng; Andrews, Lester (2003). «Infrared Spectra of Group 14 Hydrides in Solid Hydrogen: Experimental Observation of PbH4, Pb2H2, and Pb2H4». Journal of the American Chemical Society 125 (21): 6581–6587. doi:10.1021/ja029862l. PMID 12785799. 
  11. CRC Handbook of Chemistry and Physics Online Edition.
  12. Visser, O.; Visscher, L.; Aerts, P. J. C.; Nieuwpoort, W. C. (1992). «Relativistic all-electron molecular Hartree-Fock-Dirac-(Breit) calculations on CH4, SiH4, GeH4, SnH4, PbH4». Theoretica Chimica Acta 81 (6): 405–416. doi:10.1007/BF01134864. 
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Plumbane της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).