prvky p 2 oxidace uhlíku (koksu) za vysoké teploty se využívá v průmyslu k přímé redukci kovů z jejich oxidů:

Transkript

1 p 2 prvky C, Si, Ge, Sn, Pb becná elektrnvá knfigurace valenční elektrny x. čísl maximální kladné minimální všechny jsu pevné látky, C - nekv, Si,Ge - plkvy, Sn,Pb - kvy. Na vytvření vazeb pskytují 2-4 elektrny. Krmě uhlíku mhu statní prvky využít prázdné nd rbitaly jejich vaznst se zvýší (SiF 6-2 ). Stálst slučenin, v nichž atm má x. čísl II vzrůstá ve směru stupajících hdnt prtnvéh čísla a klesá stálst s x. číslem IV. Uhlík střední hdnta elektrnegativity tvří vazby kvalentní maximálně 4 vazný vytváří velmi stabilní řetězce velký pčet slučenin rganická chemie většina slučenin dvzena d excitvanéh stavu Výskyt: vlný ve dvu altrpických mdifikacích - tuha, diamant vázaný v anrganických a rganických slučeninách hlavně uhličitany CaCO 3, MgCO 3, ve vzduchu CO 2 rg. slučeniny - uhlí: antracit 90% C, černé uhlí 80% C, hnědé 70%, lignit 60%, rašelina 50%, rpa, zemní plyn těla rstlin a živčichů bigenní prvek Vlastnsti: 2 mdifikace - brázky struktury v učebnici 1. diamant krychlvá sustava tvrdý (10. stupeň tvrdsti) - pevné kvalentní vazby mezi uhlíky, vyská teplta tání, vyský lesk (diamantvý) - vybrušené diamanty 2. tuha = grafit šesterečná sustava vrstevnatá struktura dbře se štípe a tírá, dbře vede el. prud a tepl, měkká Reaktivita uhlíku malá, s jinými prvky reaguje jen za vyš. teplt xidace uhlíku (kksu) za vyské teplty se využívá v průmyslu k přímé redukci kvů z jejich xidů: princip výrby železa Pužití diamant klentnictví brušení, řezání, vrtání tvrdých materiálů - k tmu hlavně diamantvý prášek tzv. brt tuha: tužky elektrdy mazadl lžisek, tavící kelímky mderátr v jaderných reaktrech aktivní uhlí: 1

2 uhlík s velkým pvrchem pužívá se k adsrpci plynných látek - filtry chranných masek (krmě CO) v lékařství jak živčišné uhlí při pruchách TS fullereny třetí mdifikace připravena uměle dpařváním grafitvé elektrdy v elektrickém bluku v helivé atmsféře je tvřena mlekulami různém pčtu uhlíků např. C 60, C 70, C 80, C 84, C 90, C 94 mlekuly fulerenů mají tvar mnhstěnů první získaná mlekula byla C 60 a svým tvarem připmíná ftbalvý míč ftbaleny - struktura viz. učebnice Slučeniny a) bezkyslíkaté uhlvdíky a jejich deriváty - rganická chemie karbidy C+ kvy, B, Si, - tj. prvky nižší hdntě elektrnegativity; CaC 2, SiC halgenidy - CX 4 CCl 4 - tetrachlrmetan, chlrid uhličitý neplární rzpuštědl rg. Látek náplň hasicích přístrjů - jejich pužití jen venku neb v dbře větraných prstrách, prtže při tepelném rzkladu vzniká fsgen = xid dichlrid uhličitý: siruhlík CS 2 - neplární rzpuštědl kyanvdík HCN - kapalina, prudký jed, ve vdě se rzpuští za vzniku slabé kyseliny kyanvdíkvé: kyanidy - sli kys. kyanvdíkvé, všechny prudce jedvaté, KCN = cyankali b) kyslíkaté xidy: CO vzniká při spalvání C za nedstatečnéh přístupu vzduchu pdstata - redukce nejdříve vznikléh CO 2 uhlíkem: závislst na tepltě: t = 400 C CO 2; CO reaguje s kyslíkem t = 1000 C CO CO je značně reaktivní, má redukční účinky - ty se při zvýšené tepltě využívají při výrbě železa CO je slžku průmyslvých tpných plynů - generátrvý, vdní sučást výfukvých plynů 2

3 velmi jedvatý - váže se na krevní barviv hemglbin pevněji než kyslík a zabraňuje tak přensu kyslíku v rganismu je bez zápachu CO 2 vzniká při dknalém spalvání C: těžší než vzduch za nrmální teplty stálý xid méně reaktivní než CO, má jen slabé x. Účinky bez barvy, bez zápachu mál rzpustný ve vdě - větší rzpustnst při zvýšeném tlaku (výrba sycených nápjů) není jedvatý, ale je nedýchatelný pužívá se k hašení - náplň sněhvých hasících přístrjů pevný CO 2 = suchý led Výrba žádný speciální způsb, získává se jak vedlejší prdukt při různých prcesech - např. pálení vápna, výrba kvů apd H 2 CO 3 - jen mál mlekul CO 2 reaguje s vdu za vzniku H 2 CO 3 - hlavní část rztku CO 2 ve vdě tvří hydratvané mlekuly CO 2 n H 2 O - kyselina uhličitá je velmi slabá, zahříváním se rzkládá - tvří dvě řady slí uhličitany hydrgenuhličitany rzpustnst: hydrgenuhličitany všechny uhličitany puze d s 1 prvků s výjimku litnéh, statní uhličitany jsu téměř nerzpustné. Tepelným rzkladem pevných hydrgenuhličitanů alkalických kvů vznikají uhličitany: Uhličitany se rzkládají zahříváním a půsbením kyselin: Vzájemná přeměna uhličitanu a hydrgenuhličitanu vápenatéh vysvětluje pdstatu krasvých jevů a také přechdnu tvrdst vdy: Zástupci slí: Na 2 CO 3 = sda - na výrbu většiny sdných slí, na výrbu NaOH, na výrbu skla NaHCO 3 = jedlá sda - ptravinářství - prášek d pečiva, šumivé nápje, lékařství - pálení žáhy K 2 CO 3 = ptaš - výrba skla, mýdla CaCO 3 - základní survina na výrbu pálenéh vápna, MgCO 3 - stavební hmta, žáruvzdrný materiál (NH 4 ) 2 CO 3 - kypřící prášek FeCO 3 = celek = siderit - výrba Fe CaCO 3 MgCO 3 = dlmit - mletý jak hnjiv 3

4 Křemík - elementární Si je tmavá, křehká, uměle připravená látka - rzdíl mezi C a Si - vazby Si-Si jsu slabší než C-C netvří tak dluhé řetězce - Si může být i více než 4 vazný d rbitaly Výskyt - ve slučeninách, SiO 2, křemičitany, hlinitkřemičitany Výrba - Pužití - d slitin antixidační půsbení (ferrsilicium) - zvyšuje dlnst slitin vůči kyselinám - velmi čistý jak plvdič Slučeniny bezkyslíkaté: silany - slučeniny s vdíkem - SiH 4, Si 2 H 6, vazba Si-Si je velmi slabá neexistují řetězce s velkým pčtem atmů Si, silany prti uhlvdíkům jsu mál stabilní silicidy - Si + kvy nižší elektrnegativitě halgenidy - SiX 4, SiF 4 - při jeh rzkladu vdu neb v přítmnsti HF vzniká ve vdném rztku silná kyselina hexaflurkřemičitá Kyslíkaté slučeniny - vazba Si-O je velmi pevná, základní strukturní jedntku těcht slučenin jsu křemíkkyslíkvé čtyřstěny SiO 2 = křemen - pevná, těžce tavitelná látka - má plymerní strukturu - 3 mdifikace - liší se vzájemným uspřádáním tetraedrů v prstru: SiO 2 je mál reaktivní, nejstálejší slučenina Si, stálý vůči vdě i kyselinám s výjimku HF: 4

5 reaguje i s NaOH tzv. krze skla: v přírdě se nachází hlavně jak křemen - různé drůdy: - křišťál - čirý, bezbarvý křemen - ametyst - fialvá drůda - záhněda hnědý - citrín žlutý - růženín růžvý - mrin - černý Pužití rzsáhlé - jak písek na přípravu malty, cementu, betnu - na výrbu skla, prcelánu křemenné skl - rztavením a prudkým chlazením SiO 2. Je dlné prti prudkým změnám teplty. H 4 SiO 4 - je známa jen ve vdném rztku - z něh se pstupně vylučuje plymerní sl (rztk, který bsahuje rzptýlené pevné částice veliksti m) - dalším stáním, zahřátím neb kyselením rztku vzniká rslvitý gel (pltuhá látka s nepravidelnu vnitřní strukturu) - vysušením gelu silikagel - velmi dbré adsrpční vlastnsti vysušedl křemičitany - ve vdě rzpustné - vznikají tavením SiO 2 s uhličitany alkalických kvů neb hydrxidy: Zástupci křemičitanů: Na 2 SiO 3 - výrba prcelánu K 2 SiO 3 - splu s předchzím křemičitanem sdným je pdstatu vdníh skla - knzervace vajec, impregnace tkanin, dřeva hlinitkřemičitany - nahrazením některých atmů Si ve struktuře křemičitanů hliníkem - nejznámější hlinitkřemičitany jsu živce a zelity - zvětráváním živců kalinit = hlinitkřemičitan vápenatý - hlavní slžka cementů - zelity - mají schpnst vázat a uvlňvat katinty intměniče - vážu Ca 2+ a uvlňují Na + Skl a sklářský průmysl sklářský kmen: křemenný písek = SiO 2, alkalické uhličitany - vápenec, uhličitan sdný neb síran sdný levnější sklářský kmen se taví vzniklá amrfní tavenina ztuhne skl: lze přidat uhličitan draselný, x. britý, x. bismutitý, hlinitý, lvnatý - dá se brusit pdle chemickéh slžení má vzniklá sklvina charakteristické vlastnsti, které určují její pužití. byčejné skl - tabulvé, lahvvé: Na 2 O CaO 6SiO 2 5

6 draselné skl - míst sdy se pužije ptaš, tepelná dlnst křemičité skl - velká tepelná dlnst chemické skl - příměs x. britéh lvnaté skl - ptické přístrje, ččky, lvnatý křišťál - na brušení barevná skla - přidáním malých mnžství xidů d prvků: CO - mdrá, CuO, Cr 2 O 3 - zelená český křišťál - skl sdndraselné Germánium, cín, lv Ge výskyt: stpvá mnžství v řadě nerstů vlastnsti: pevná látka, plkv, krystalizuje v krychlvé sustavě, mál reaktivní, za nrmální teplty nexiduje, dlává vdě pužití: plvdič slučeniny:geo 2 vzniká hřením při zahřátí d červenéh žáru GeH 4 mngerman plyn Sn výskyt: jen ve slučeninách cínvec = kassiterit SnO 2 vlastnsti:3 krystalvé mdifikace v závislsti na tepltě bílý cín: měkký, stříbrlesklý, kujný a tažný dráty, fólie stanil, na vzduchu vzniká vrstvička SnO 2 chrání před další xidací, dlnst prti H 2 O, vzduchu, zředěným rztkům K i Z šedý cín: šedý prášek, vzniká při dluhdbém skladvání při t<13,2 C cínvý mr histrické nádbí výrba: redukcí SnO 2 žhnucím uhlím (kksem): pužití: pvrchvá úprava méně dlných kvů, výrba bíléh plechu knzervy, d slitin brnzy (Cu, Sn), lžiskvé kvy (Sn, Sb, Cu, Pb aj.), klempířské pájky (Sn, Pb), liteřina (Sn, Sb, Pb) slučeniny:sno 2 výrba smaltů Sn + O t 2 SnO 2 SnS 2 mzaikvé zlat na pzlacvání štuky, rámy na brazy,... Pb výskyt: ruda galenit: PbS vlastnsti:šedý, měkký, dbře tvarvatelný, ale malá pevnst, reaktivnější než Sn, na vzduchu vzniká vrstvička PbO chrana před xidací, není dlný vůči kyselinám výrba: slučeniny:suřík: Pb 3 O 4 (Pb 2 PbO 4 ) na výrbu nátěrvých hmt (chrana prti krzi základvá barva) Pb(OH) 2 2PbCO 3 lvěná = lvnatá bělba, jedvatá PbO klejt, výrba lvnatéh skla PbCrO 4 chrmvá žluť na výrbu barviv 6