Cynowodór
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| Ogólne informacje | |||||||||||||||||
| Charakterystyka fizyczna | |||||||||||||||||
| bezbarwny gaz[2] | |||||||||||||||||
| Wzór chemiczny |
SnH4 | ||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| • zapis Hilla |
H4Sn | ||||||||||||||||
| Masa molowa |
122,74 g/mol | ||||||||||||||||
| Identyfikacja | |||||||||||||||||
| Numer CAS | |||||||||||||||||
| PubChem | |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| Podobne związki | |||||||||||||||||
| Podobne związki | |||||||||||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa) | |||||||||||||||||
Cynowodór, SnH4 – nieorganiczny związek chemiczny, połączenie cyny i wodoru.
Właściwości atomowe i fizyczne
Energia wiązania atomu cyny i atomu wodoru wynosi 70–74 kJ/mol[4]. Długość wiązań wynosi 170[4]–171[5] 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 (MeSnH3, Me2SnH2 i Me3SnH)[4].
Właściwości chemiczne
W warunkach normalnych jest to nietrwały, bezbarwny gaz[2]. W temperaturze pokojowej powoli rozkłada się na metaliczną cynę i wodór[4][6], w 100 °C rozkład jest bardzo szybki[4]. 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 SnH4 po 3 h w 60 °C). Tłumaczone jest to utlenianiem powstającej cyny do dwutlenku SnO2, który nie katalizuje rozkładu wodorku[7].
Jest trujący, ma silne właściwości redukujące[4]. W kontakcie z powietrzem zapala się, a produktami spalania jest tlenek cyny(IV) i woda:
Reakcja z tlenem w kontrolowanych warunkach także prowadzi do SnO2 i przebiega dwuetapowo[8]:
Pochodne cynoorganiczne typu RSnH3, R2SnH2 i R3SnH są z reguły trwalsze niż macierzysty SnH4[4].
Otrzymywanie
Cynowodór można otrzymać z wysoką wydajnością (80–90%) w reakcji chlorku cyny(IV) z glinowodorkiem litu[4][6]:
lub przez redukcję wodnego roztworu chlorku cyny(II), SnCl2, za pomocą NaBH4[4][6]; w tym przypadku monostannanowi (wydajność ok. 85%) towarzyszy distannan, Sn2H6, jeszcze mniej trwały niż SnH4[4]. Jako substratu do tej reakcji można użyć także SnCl4[7][8]. Substraty miesza się w temperaturze ciekłego azotu (−196 °C) i pozwala się ogrzać mieszaninie do temperatury pokojowej. Powstający SnH4 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[7].
Zastosowanie
Stosuje się go do wytwarzania polimerów zawierających cynę oraz do otrzymywania powłok z krystalicznego SnO2 o dużej czystości[8][9].
Przypisy
- 1 2 3 Neil G. Connelly, Ture Damhus, Richard M. Hartshorn, Alan T. Hutton, 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.).
- 1 2 3 4 5 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, OCLC 911557441 (ang.).
- ↑ Tin: stannane. WebElements Periodic Table. [dostęp 2015-03-31].
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 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.).
- 1 2 3 Norman N. Greenwood, Alan Earnshaw, Chemistry of the Elements, wyd. 2, Oxford–Boston: Butterworth-Heinemann, 1997, s. 375, DOI: 10.1016/C2009-0-30414-6, ISBN 0-7506-3365-4 (ang.).
- 1 2 3 Kenzi Tamaru. The Thermal Decomposition of Tin Hydride. „The Journal of Physical Chemistry”. 60 (5), s. 610–612, 1956. DOI: 10.1021/j150539a024.
- 1 2 3 Chun-Fang Wang, Su-Yuan Xie, Shui-Chao Lin, Xuan Cheng i inni. Glow discharge growth of SnO2 nano-needles from SnH4. „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.