2. skupina PS, ns 2 Beryllium, hořčík, vápník, stroncium, baryum, (radium)

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "2. skupina PS, ns 2 Beryllium, hořčík, vápník, stroncium, baryum, (radium)"

Daniela Doležalová
před 5 lety
Počet zobrazení:

1 2. skupina PS, ns 2 Beryllium, hořčík, vápník, stroncium, baryum, (radium) Kovy alkalických zemin typické kovy chemie Be a Mg se poněkud liší od chemie alkalických zemin Be tvoří řadu sloučenin s kovalentní vazbou elektropozitivita ve skupině roste směrem dolů typický oxidační stupeň II+

Sr, Ba, Ra Výskyt: jen ve formě sloučenin (vápenec - CaCO 3 - kalcit (šesterečná soustava) + aragonit (kosočtverečná

2 s 2 prvky Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra + kovy alkalických zemin Výskyt: magnezit - MgCO 3, dolomit MgCO 3 CaCO 3, olivín (Mg,Fe) 2 SiO 4, mastek Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2, v mořské vodě MgCl 2, zelené barvivo rostlin chlorofyl (Mg), Kovy alkalických zemin Ca, Sr, Ba, Ra Výskyt: jen ve formě sloučenin (vápenec - CaCO 3 - kalcit (šesterečná soustava) + aragonit (kosočtverečná soustava), sádrovec - CaSO 4.2H 2 O, kazivec (fluorit) - CaF 2, apatity - 3Ca 3 (PO 4 ) 2.CaCl 2 nebo 3Ca 3 (PO 4 ) 2.CaF 2, smolinec )

3 Některé vlastnosti prvků 2. skupiny PS Prvek Be Mg Ca Sr Ba Ra atomové číslo hustota (g cm 3 ) 1,848 1,738 1,55 2,63 3,62 5,5 teplota tání C teplota varu C (1850) (1700) kovový poloměr [pm] ? I. ionizační energie [ev] 9,32 4,64 6,11 5,69 5,21 5,28 II. ionizační energie[ev] 18,21 15,03 11,87 10,98 9,95 10,10 elektronegativita (Allred-Rochow) 1,47 1,20 1,04 0,99 0,97 0,97

4 Beryllium Výskyt beryllia: t. t C Chemie Be se podobá chemii Al diagonální podobnost S vodou reaguje neochotně (pokrývá se vrstvičkou tvorby špatně rozpustného hydroxidu na povrchu) Rozpouští se v kyselinách za vzniku H 2, ve vodných roztocích neexistuje jako Be 2+, ale pouze v podobě hydratovaných iontů [Be(H 2 O) 4 ] 2+ V konc. HNO 3 se pasivuje Rozpouští se a roztocích alkalických hydroxidů je amfoterní Rozpustné sloučeniny beryllia jsou jedovaté!!

4H 2 O BeF 2 + 2F - [BeF 4 ] 2- Ostatní halogenidy se připravují přímou

5 Sloučeniny beryllia Jednoduché sloučeniny beryllia: Mohsova stupnice tvrdosti 9 Halogenidy beryllia Be(OH) 2 + 2HF BeF 2. 4H 2 O BeF 2 + 2F - [BeF 4 ] 2- Ostatní halogenidy se připravují přímou syntézou nebo reakcí se suchým halogenovodíkem jsou polymerní s charakterem elektronově deficitních vazeb

Sloučeniny beryllia Hydrid beryllnatý Příprava: (nelze připravit přímou syntézou) BeCl 2 + 2 LiH BeH 2 + 2 LiCl

6 Sloučeniny beryllia Hydrid beryllnatý Příprava: (nelze připravit přímou syntézou) BeCl LiH BeH LiCl Hydrolýza: BeH 2 + H 2 O Be(OH) 2 + H 2 Solvolýza: zde konkrétně methanolýza vysoce polymerní BeH 2 + CH 3 OH Be(OCH 3 ) 2 + H 2

7 Použití beryllia a jeho sloučenin Okénka rtg. a GM trubic málo absorbuje záření Berylliové bronzy, např. Be/Cu Výroba tritia 9 4 Be + 2 1H > 2 4 2He + 3 1H Neutronový zdroj 241 Am / Be

8 Hořčík Výskyt hořčíku: Výroba hořčíku: tun/rok elektrolýza taveniny MgCl 2

9 Vlastnosti hořčíku Tvorba, S vodou reaguje neochotně (pokrývá se vrstvičkou tvorby špatně rozpustného hydroxidu na povrchu) Rozpouští se v kyselinách za vzniku H 2, ve vodných roztocích existuje v podobě akvakomplexu se 6 molekulami vody Nerozpouští se roztocích alkalických hydroxidů není amfoterní Hoří i ve vodních parách (nelze hasit vodou)

10 Hydrid hořečnatý Mg + H 2 MgH 2 Přímá syntéza za tlaku 20 MPa a katalýzy MgI 2 Reakce s vodou a alkoholy: (analogicky jako u Be) MgH 2 + H 2 O Mg(OH) 2 + H 2 MgH 2 + CH 3 OH Mg(OCH 3 ) 2 + H 2

11 Ostatní binární sloučeniny hořčíku Karbidy: Halogenidy: Nitrid: bezvodé jsou méně stabilní jako beryllnatá analoga Fluorid je špatně rozpustný 2 MgCl 2 + H 2 O Mg 2 OCl HCl (termický rozklad) podstata tuhnutí tzv. Sorellova cementu. směs žíhaného Mg(OH) 2 a konc. roztoku MgCl 2 tuhne během několika hodin Hydroxid: Sulfid: Mg + S MgS ve vodě hydrolyzuje 2 MgS + 2 H 2 O Mg(OH) 2 + Mg(HS) 2 Mg(HS) 2 + H 2 O Mg(OH) 2 + H 2 S

12 Významné soli hořčíku Uhličitany: nerozpustné Analyticky významná reakce pro gravimetrické stanovení fosforu: Chloristan hořečnatý jako jedno z nejlepších sušidel:

13 Významné komplexní sloučeniny hořčíku Porfin Chlorofyl sendvičový komplex hořčíku s cyklopentadienem

14 Použití hořčíku Hořčík je technicky velmi důležitý kov, slitiny zejména ve slitinách jako konstrukční materiál zvláště v letectví, automobilovém průmyslu a v raketové technice. MgO jako pálená magnézie Výroba Grignardových činidel pro alkylace a arylace v organické syntéze

15 Vápník, stroncium, baryum Zdroje vápníku: vápenec (kalcit) Zdroje stroncia: fluorit X = F, OH, aj Zdroje barya: Výroba kovů alkalických zemin : elektrolýza tavenin chloridů Pozn.: rozpustné sloučeniny barya jsou jedovaté

16 Barvení plamene Li Na K Rb, Cs Ca Sr Ba

17 Sloučeniny kovů alkalických zemin Hydridy MH 2 : přímá syntéza, reagují s vodou pohotový zdroj vodíku Karbid a kyanamid vápenatý: slouží jako hnojivo Nitridy: výroba deuterovaného amoniaku Sulfidy: Ca + S CaS BaSO C BaS + CO 2

18 Sloučeniny kovů alkalických zemin Oxidy: připravují se kalcinací (žíháním) uhličitanů při cca 900 C CaCO 3 CaO + CO 2 pálené vápno Hydroxidy: CaO + H 2 O Ca(OH) hašení vápna, součást malty 2 Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O tvrdnutí malty - Ca(OH) 2 + MgCl 2 Mg(OH) 2 + CaCl 2 slouží k získávání Mg z mořské vody Peroxidy: 2 BaO + O 2 2 BaO žíhání při 500 C 2 karbonatace BaO 2 + H 2 SO 4 H 2 O 2 + BaSO 4 tato reakce dříve sloužila k výrobě H 2 O 2

19 Sloučeniny kovů alkalických zemin Fluoridy: obecně málo rozpustné CaF 2 se používá pro výrobu fluoru elektrolýzou jeho taveniny Chloridy: CaCl 2. 2 H 2 O CaCl 2 bezv. používá se jako sušidlo (lze jej zahřátím regenerovat) Všechny bezvodé halogenidy kovů alkalických zemin jsou rozpustné v řadě organických rozpouštědel (alkoholy, ethery aj.). Dusičnan vápenatý (ledek vápenatý): slouží jako hnojivo

také příčinou přechodné tvrdosti pitné vody, která se dá odstranit varem.

20 Soli kovů alkalických zemin Uhličitan vápenatý: tvoří celá pohoří (vápenec, dolomit, křída) Krystalické podoby : kalcit aragonit Hydrogenuhhličitan vápenatý Ca(HCO 3 ) 2 je mj. také příčinou přechodné tvrdosti pitné vody, která se dá odstranit varem. Tvorba komplexů není typická. Komplexy kovů alkalických zemin Jsou známy komplexy s vícedentátními ligandy s EDTA a s makrocyklickými ligandy

Krasový jev vznik krápníků uhličitan vápenatý je prakticky nerozpustný ve vodě pokud je ve vodě protékající přes vápencové skály rozpuštěn oxid uhličitý, dochází k přeměně nerozpustného uhličitanu

21 Krasový jev vznik krápníků uhličitan vápenatý je prakticky nerozpustný ve vodě pokud je ve vodě protékající přes vápencové skály rozpuštěn oxid uhličitý, dochází k přeměně nerozpustného uhličitanu vápenatého na rozpustný hydrogenuhličitan vápenatý: CaCO 3 + CO 2 + H 2 O Ca(HCO 3 ) 2 roztok hydrogenuhličitanu po malých kapkách dopadá na skálu a pomalu se z něj odpařuje voda a uvolňuje oxid uhličitý reakce probíhá tedy v opačném směru a dochází ke vzniku krápníků: Ca(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + CO 2 + H 2 O

22 Krasový jev: CaCO 3 + H 2 O + CO 2 Ca(HCO 3 ) 2 stalaktit stalagmit stalagnát

23 Kyslíkaté sloučeniny kovů alkalických zemin Fosforečnany: nerozpustný rozpustný Sírany: málo rozpustné sloučeniny CaSO 4 jeho přítomnost ve vodě způsobuje její trvalou tvrdost Pozn.: Nedodržení režimu dehydratace vede ke vzniku bezvodého CaSO 4, který pak vede k tomu, že sádra netuhne. BaSO 4 (baryt) velmi nerozpustná sloučenina (gravimetrické stanovení síranů nebo barya) Používá se jako pigment a jako kontrastní látka při rtg. vyšetření trávicího traktu.

24 Tendence v rozpustnostech sloučenin kovů alkalických zemin růst Málo rozpustné jsou: hydroxidy, sírany, oxaláty, uhličitany, chromany, fosforečnany, fluoridy Hydroxidy Sírany Šťavelany Be Mg oxaláty malá rozpustnost Ca Ca Ca Sr Sr Sr Ba Ba Ba velká rozpustnost

Podobné dokumenty

HOŘČÍK KOVY ALKALICKÝCH ZEMIN. Pozn. Elektronová konfigurace valenční vrstvy ns 2

HOŘČÍK KOVY ALKALICKÝCH ZEMIN. Pozn. Elektronová konfigurace valenční vrstvy ns 2 HOŘČÍK KOVY ALKALICKÝCH ZEMIN Pozn. Elektronová konfigurace valenční vrstvy ns 2 Hořčík Vlastnosti: - stříbrolesklý, měkký, kujný kov s nízkou hustotou (1,74 g.cm -3 ) - diagonální podobnost s lithiem