Κασσιτεράνιο

Κασσιτεράνιο
Γενικά
Όνομα IUPAC	Κασσιτεράνιο
Άλλες ονομασίες	Σταννάνιο; Τετραϋδρίδιο του κασσιτέρου; Τετραϋδροκασσίτερος
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	SnH4
Μοριακή μάζα	122,71 amu
Αριθμός CAS	2406-52-2
SMILES	[Sn]
InChI	1S/Sn.4H
ChemSpider ID	109776
Δομή
Μήκος δεσμού	171,1 pm
Είδος δεσμού	ομοιοπολικός; σ (1s-5sp3)
Μοριακή γεωμετρία	τετραεδρική
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης	-146 °C
Σημείο βρασμού	-52 °C
Πυκνότητα	5,4 kg/m³
Εμφάνιση	Άχρωμο αέριο
Χημικές ιδιότητες
Επικινδυνότητα
	Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Το κασσιτεράνιο ή σταννάνιο^[1] (αγγλικά: stannane), είναι ανόργανη δυαδική χημική ένωση, με μοριακό τύπο SnH₄. Το χημικά καθαρό κασσιτεράνιο, στις κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος, δηλαδή σε θερμοκρασία 25 °C και υπό πίεση 1 atm, είναι άχρωμο αέριο. Το κασσιτεράνιο διασπάται αργά σε θερμοκρασία δωματίου (20 °C), δίνοντας μεταλλικό κασσίτερο και υδρογόνο. Αναφλέγεται με την επαφή του με τον αέρα^[2].

Το κασσιτεράνιο είναι πολύ τοξικό ανόργανο μεταλλικό υδρίδιο. Το κασσιτεράνιο είναι το κασσιτερούχο ανάλογο του μεθανίου. Εκτός από το «μητρικό» κασσιτεράνιο, ο όρος επεκτείνεται και σε μια σειρά ανόργανων και οργανικών «θυγατρικών» ή «υποκατεστημένων» κασσιτερανίων, με γενικό τύπο Sn_xR_y όπου τα όχι απαραίτητα ίδια R μπορεί να είναι υδρογόνο, αλογόνο ή μονοσθενείς ρίζες, ενώ δύο ή τρία R μαζί μπορεί να παριστάνουν δισθενείς ή και τρισθενείς ρίζες, σχηματίζοντας έτσι πιθανώς ετεροκυκλικά κασσιτεράνια. Ένα αξιοσημείωτο παράδειγμα θυγατρικού κασσιτεράνιου είναι το μεθυλοκασσιτεράνιο (CH₃SnH₃). Τα θυγατρικά κασσιτεράνια είναι επίσης τοξικά και αναγωγικά σώματα, όπως και η μητρική ένωση.

Χαρακτηριστικά[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η θερμοκρασία βρασμού του κασσιτερανίου, υπό κανονική πίεση (1 atm), είναι -52°C. Ο κασσίτερος έχει χαμηλότερη ηλεκτραρνητικότητα σε σύγκριση με το υδρογόνο. Συγκεκριμένα, οι ηλεκτραρνητικότητες κατά Pauling των δύο χημικών στοιχείων είναι 1,96 και 2,20, αντιστοίχως. Γι' αυτό, στο κασσιτεράνιο ο κασσίτερος έχει αριθμό οξείδωσης +4 και το υδρογόνο -1.

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Το κασσιτεράνιο μπορεί να παραχθεί με αναγωγή τετραχλωριούχου κασσιτέρου (SnCl₄) από λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH₄)^[2]^[3]:

$\mathrm {SnCl_{4}+LiAlH_{4}{\xrightarrow {}}SnH_{4}\uparrow +LiCl+AlCl_{3}}$

2. Το κασσιτεράνιο μπορεί, επίσης, να παραχθεί με αναγωγή διχλωριούχου κασσιτέρου (SnCl₂) με «υδρογόνο εν τω γεννάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ. Για παράδειγμα:

$\mathrm {SnCl_{2}+3Mg+4HCl{\xrightarrow {}}SnH_{4}\uparrow +3MgCl_{2}}$

3. Το κασσιτεράνιο μπορεί, ακόμη, να παραχθεί με επίδραση υδροχλώριου (HCl) σε κασσιτερούχο μαγνήσιο (Mg₂Sn):

$\mathrm {Mg_{2}Sn+4HCl{\xrightarrow {}}SnH_{4}\uparrow +2MgCl_{2}}$

4. Εναλλακτικά, το κασσιτεράνιο μπορεί να παραχθεί με αναγωγή αλάτων του κασσιτέρου από υδροχλωρικό οξύ. Σε μερικές από αυτές τις αντιδράσεις σχηματίζεται και στοιχειακό υδρογόνο, από το οποίο το κασσιτεράνιο μπορεί να διαχωριστεί με ψύξη στη θερμοκρασία υγροποίησής του. Τέλος, μπορεί να παραχθεί με επίδραση οξέων σε οργανικές ενώσεις του. Αυτή η ιδιότητα είναι σχετική με αρκετές δηλητηριάσεις κονσερβοποιημένων τροφίμων, αν είναι αποθηκευμένα επί μακρύ χρονικό διάστημα σε κουτιά από κασσίτερο.

Χημικές ιδιότητες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το κασσιτεράνιο είναι ασταθές. Διασπάται τελείως από το νερό και αναφλέγεται έντονα στον αέρα:

$\mathrm {SnH_{4}+2O_{2}{\xrightarrow {}}2H_{2}O+SnO_{2}}$

Δεν δείχνει ούτε όξινες ούτε βασικές ιδιότητες, αλλά όταν επιδράται με ένα αλογόνο γίνεται ισχυρή έκρηξη και όλα τα άτομα υδρογόνου του αντικαθίστανται από άτομα αλογόνου:

$\mathrm {SnH_{4}+4X_{2}{\xrightarrow {}}SnX_{4}+4HX}$

Το κασσιτεράνιο είναι θερμοδυναμικά ασταθές υπό κανονικές συνθήκες και σταδιακά διασπάται, σχηματίζοντας κάτοπτρο κασσιτέρου:

$\mathrm {SnH_{4}{\xrightarrow {}}Sn\downarrow +2H_{2}}$

Η διάσπαση είναι επιταχυνόμενη, εξαιτίας του γεγονότος ότι ο παραγώμενος μεταλλικός κασσίτερος αποτελεί καταλύτη της αντίδρασης διάσπασης του κασσιτερανίου. Η αντίδραση διάσπασης του κασσιτεράνιου, δηλαδή, είναι αυτοκαταλυτική. Σε θερμοκρασίες πάνω από 160°C, η διάσπαση του κασσιτερανίου γίνεται με εκρηκτικά. Με προσθήκη μικρής ποσότητας αερίου οξυγόνου (περίπου 10%), το κασσιτεράνιο σταθεροποιείται, ώστε να μπορεί να αποθηκευθεί σε θερμοκρασία δωματίου. Η διάσπαση επιταχύνεται, επίσης, αν το κασσιτεράνιο έρθει σε επαφή με καοτσούκ, ή με μεταλλικές επιφάνειες επικαλυμμένες με λίπος.

Το κασσιτεράνιο και τα υδρογονούχα υποκατεστημένα κασσιτεράνια χρησιμοποιούνται για την αναγωγή αλκυλαλογονιδίων σε αλκάνια^[4]:

$\mathrm {RX+SnH_{4}{\xrightarrow {}}RH+SnH_{3}X}$

Δείτε επίσης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Παρατηρήσεις και παραπομπές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

↑ Για εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών.
↑ ^2,0 ^2,1 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 0080379419.
↑ Georg Brauer: . 3., umgearb. Auflage. Band I, Enke, Stuttgart 1975, ISBN 3-432-02328-6, S. 751.
↑ SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, Σελ. 42, §4.3.

[1] Για εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών.

[:0-2] 2,0 ^2,1 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 0080379419.

[3] Georg Brauer: . 3., umgearb. Auflage. Band I, Enke, Stuttgart 1975, ISBN 3-432-02328-6, S. 751.

[4] SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, Σελ. 42, §4.3.

[1]

[2]

[3]

[4]