Cynowodór
Cynowodór, SnH
4 – nieorganiczny związek chemiczny, połączenie cyny i wodoru.
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| Ogólne informacje | |||||||||||||||||
| Wzór sumaryczny |
SnH4 | ||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Masa molowa |
122,74 g/mol | ||||||||||||||||
| Wygląd |
bezbarwny gaz[2] | ||||||||||||||||
| Identyfikacja | |||||||||||||||||
| Numer CAS | |||||||||||||||||
| PubChem | |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| Podobne związki | |||||||||||||||||
| Podobne związki | |||||||||||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa) | |||||||||||||||||
Właściwości atomowe i fizyczne
edytujEnergia wiązania atomu cyny i atomu wodoru wynosi 70–74 kJ/mol[5]. Długość wiązań wynosi 170[5]–171[6] pm.
Na widmach NMR stałe sprzężenia 117Sn−H i 119Sn−H wynoszą odpowiednio 1846 i 1931 Hz i są o ok. 100–200 Hz większe niż w pochodnych metylocynowych (MeSnH
3, Me
2SnH
2 i Me
3SnH)[5].
Właściwości chemiczne
edytujW warunkach normalnych jest to nietrwały, bezbarwny gaz[2]. W temperaturze pokojowej powoli rozkłada się na metaliczną cynę i wodór[5][7], w 100 °C rozkład jest bardzo szybki[5]. Proces ten ma charakter autokatalityczny i ulega znacznemu przyspieszeniu po wytworzeniu się na ściankach naczynia cienkiej warstwy metalicznej cyny. Szybkość rozkładu spada natomiast w obecności niewielkich ilości tlenu, rzędu 0,1% (brak rozkładu SnH
4 po 3 h w 60 °C). Tłumaczone jest to utlenianiem powstającej cyny do dwutlenku SnO
2, który nie katalizuje rozkładu wodorku[8].
Jest trujący, ma silne właściwości redukujące[5]. W kontakcie z powietrzem zapala się, a produktami spalania jest tlenek cyny(IV) i woda[potrzebny przypis]:
- SnH
4 + 2O
2 → 2H
2O + SnO
2
Reakcja z tlenem w kontrolowanych warunkach także prowadzi do SnO
2 i przebiega dwuetapowo[9]:
- SnH
4 → Sn + 2H
2 - Sn + O
2 → SnO
2
Pochodne cynoorganiczne typu RSnH
3, R
2SnH
2 i R
3SnH są z reguły trwalsze niż macierzysty SnH
4[5].
Otrzymywanie
edytujCynowodór można otrzymać z wysoką wydajnością (80–90%) w reakcji chlorku cyny(IV) z glinowodorkiem litu[5][7]:
- SnCl
4 + LiAlH
4 → SnH
4 + AlCl
3 + LiCl
lub przez redukcję wodnego roztworu chlorku cyny(II), SnCl
2, za pomocą NaBH
4[5][7]; w tym przypadku monostannanowi (wydajność ok. 85%) towarzyszy distannan, Sn
2H
6, jeszcze mniej trwały niż SnH
4[5]. Jako substratu do tej reakcji można użyć także SnCl
4[8][9]. Substraty miesza się w temperaturze ciekłego azotu (−196 °C) i pozwala się ogrzać mieszaninie do temperatury pokojowej. Powstający SnH
4 wyłapuje się w naczyniu schłodzonym ciekłym azotem. Oczyszczanie prowadzi się przez destylację znad suchego lodu (−78 °C), a produkt ponownie kondensuje w naczyniu w ciekłym azocie[8].
Zastosowanie
edytujStosuje się go do wytwarzania polimerów zawierających cynę[potrzebny przypis] oraz do otrzymywania powłok z krystalicznego SnO
2 o dużej czystości[9][10].
Uwagi
edytuj- ↑ Błędnie przypisany numer CAS cyny do cynowodoru.
Przypisy
edytuj- ↑ a b c Neil G. Connelly i inni, Nomenclature of Inorganic Chemistry. IUPAC Recommendations 2005 (Red Book), International Union of Pure and Applied Chemistry, RSC Publishing, 2005, s. 333, ISBN 978-0-85404-438-2 (ang.).
- ↑ a b c d e f CRC Handbook of Chemistry and Physics, William M. Haynes (red.), wyd. 95, Boca Raton: CRC Press, 2014, s. 4-95, ISBN 978-1-4822-0867-2 (ang.).
- ↑ a b Tin: stannane. WebElements Periodic Table. [dostęp 2015-03-31].
- ↑ Stanane, [w:] Reaxys [online], Elsevier Information Systems, Reaxys Registry Number: 14682868 [dostęp 2015-09-10] (ang.).
- ↑ a b c d e f g h i j k E.W. Abel: Tin. W: E.G. Rochow, E.W. Abel: The Chemistry of Germanium. Tin and Lead. Elsevier, 1973, s. 58–60. DOI: 10.1016/B978-0-08-018854-6.50006-5. ISBN 978-0-08-018854-6.
- ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics, David R. Lide (red.), wyd. 88, Boca Raton: CRC Press, 2007, s. 9-27, ISBN 978-0-8493-0488-0 (ang.).
- ↑ a b c Norman N. Greenwood, Alan Earnshaw, Chemistry of the Elements, wyd. 2, Oxford–Boston: Butterworth-Heinemann, 1997, s. 375, ISBN 0-7506-3365-4 (ang.).
- ↑ a b c Kenzi Tamaru. The Thermal Decomposition of Tin Hydride. „The Journal of Physical Chemistry”. 60 (5), s. 610–612, 1956. DOI: 10.1021/j150539a024.
- ↑ a b c Chun-Fang Wang, Su-Yuan Xie, Shui-Chao Lin, Xuan Cheng i inni. Glow discharge growth of SnO
2 nano-needles from SnH
4. „Chem. Commun.”, s. 1766–1767, 2004. DOI: 10.1039/B404362F. - ↑ Qin Kuang, Zhi-Yuan Jiang, Zhao-Xiong Xie, Shui-Chao Lin i inni. Tailoring the Optical Property by a Three-Dimensional Epitaxial Heterostructure: A Case of ZnO/SnO2. „Journal of the American Chemical Society”. 127 (33), s. 11777–11784, 2005. DOI: 10.1021/ja052259t.