Pniktogenovodíky

Pniktogenovodíky jsou kovalentní sloučeniny pniktogenů (prvků 15. skupiny periodické tabulky) s vodíkem.

Nejjednodušší příklady mají chemický vzorec XH₃, kde X může být libovolný pniktogen. Mají pyramidální molekuly na rozdíl od hydridů trielů, jejichž molekuly jsou rovinného trojúhelníkovitého tvaru. S rostoucím protonovým číslem prvku klesá jejich stabilita a stávají se více toxickými.

Podobně jako halogenovodíky a chalkogenovodíky jsou rozpustné ve vodě. Amoniak je dobře rozpustný a na rozdíl od hydridů ostatních prvků bloku p je jeho roztok zásaditý. Fosfan se také rozpouští ve vodě, arsan a stiban jsou méně rozpustné a rozpustnost bismutanu není známa.

Sloučenina	Chemický vzorec	Délky a úhly vazeb	Model molekuly
Amoniak azan	NH3
Fosfan fosfin	PH3
Arsan arsin	AsH3
Stiban stibin	SbH3
Bismutan bismutin	BiH3

Zajímavou vlastností těchto sloučenin je, že v čisté podobě nemají žádný zápach, ovšem získávají jej při kontaktu se vzduchem. Amoniak má zápach podobný moči, při jejímž rozkladu také vzniká. Fosfan má zápach jako ryby nebo česnek a stiban jako zkažená vejce, v čemž se podobá sulfanu a selanu.

Sloučenina	Chemický vzorec	Délka vazby	Model molekuly
Hydrazin diazan	N2H4
Difosfan difosfin	P2H4
Diarsan diarsin	As2H4	-	-

Všechny nasycené pniktogenovodíky mají vzorec X_nH_n+2.

Amoniak má díky vodíkovým vazbám vysokou teplotu tání a varu, podobně jako voda. 26 % jich zaniká při tání, dalších 7 % při zahřívání k varu a zbylých 67 % u plynného skupenství. Vodíkové vazby také způsobují vysokou dielektrickou konstantu a nízkou hustotu, viskozitu a elektrickou vodivost. S vodou má společné i to, že jde o velmi dobré a často používané rozpouštědlo. Je známo asi 20 dalších sloučenin dusíku a vodíku, z nichž jsou nejvýznamnější hydrazin (N₂H₄) a azoimid (N₃H). Fyzikální vlastnosti hydrazinu jsou podobné jako u vody: teplota tání 2,0 °C a teplota varu 113,5 °C, hustota pevné látky při -5 °C je 1,146 g/cm³ a kapaliny při 25 °C 1,00 g/cm³. Azany tvoří řadu obsahující amoniak, hydrazin a triazan.

Fosfan, toxický bezbarvý plyn, je nejstabilnější hydrid fosforu a první člen homologické řady polyfosfanů P_nH_n+2 (n = 1-9), které jsou s rostoucím n stále méně stabilní. Jsou známy rovněž jiné série cyklických a kondenzovaných polyfosfanů od P_nH_n do P_nH_n-18. Fosfan je silné redukční činidlo nerozpustné ve vodě, rozpustné v sirouhlíku a kyselině trichloroctové.

Arsan, stiban a bismutan jsou vysoce toxické, tepelně nestabilní a bezbarvé plyny. V fosfanu, arsanu, stibanu a bismutanu se nevyskytují vodíkové vazby a tyto látky nedisociují jako amoniak na MH +
4  a MH -
2  (M = P, As, Sb, Bi). S rostoucím protonovým číslem pniktogenu klesá standardní slučovací entalpie, což je v souladu s klesající stabilitou. Arsan se rozkládá na arsen a vodík při teplotě 250-300 °C, stiban na antimon a vodík za pokojové teploty a bismutan už při -45 °C. Arsan a stiban se snadno oxidují na oxid arsenitý/antimonitý a vodu; podobné reakce probíhají u sulfanu a selanu. Reakce s kovy vedou ke vzniku arsenidů a selenidů.

Imidogen, radikál složený z jednoho atomu dusíku a jednoho vodíku (NH), stejně jako diimid (N₂H₂) lze také řadit mezi pniktogenovodíky.

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Pnictogen hydride na anglické Wikipedii.

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Pniktogenovodíky na Wikimedia Commons