Κασσιτεράνιο

Το κασσιτεράνιο ή σταννάνιο (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. 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 SnxRy 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.

 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. 1. Το κασσιτεράνιο μπορεί να παραχθεί με αναγωγή τετραχλωριούχου κασσιτέρου (SnCl4) από λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH4): 2. Το κασσιτεράνιο μπορεί, επίσης, να παραχθεί με αναγωγή διχλωριούχου κασσιτέρου (SnCl2) με «υδρογόνο εν τω γεννάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ. Για παράδειγμα: 3. Το κασσιτεράνιο μπορεί, ακόμη, να παραχθεί με επίδραση υδροχλώριου (HCl) σε κασσιτερούχο μαγνήσιο (Mg2Sn): 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. Το κασσιτεράνιο είναι ασταθές. Διασπάται τελείως από το νερό και αναφλέγεται έντονα στον αέρα: 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: Το κασσιτεράνιο είναι θερμοδυναμικά ασταθές υπό κανονικές συνθήκες και σταδιακά διασπάται, σχηματίζοντας κάτοπτρο κασσιτέρου: 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: Μεθάνιο Σιλάνιο Γερμανάνιο Μεθυλοκασσιτεράνιο Σταννολάνιο