Zařazení nekovů v periodické tabulce

Nekovy

Zařazení nekovů v periodické tabulce pouze 17 nekovů [1]

špatné vodiče tepla a elektřiny ochotně přijímají valenční elektrony jiných prvků Obecné vlastnosti nekovů izolanty oxidy nekovů jsou kyselinotvorné v pevném stavu jsou křehké vysoká hodnota elektronegativity nižší T T, T V a ρ než kovy (ne C!) tvoří iontovou vazbu s elektropozitivními prvky

Obecný význam nekovů pouze 17 prvků v PSP jsou nekovy, ale jejich význam je velký: tvoří většinu zemské kůry většinu atmosféry oceány jsou součástí živých organismů (tkáně) [2] makrobiogenní prvky: C, N, O, H, S mikrobiogenní prvky: P, I, F

Nekovové materiály 1)Stavební materiály: cement, vápenec, sádra, beton, dekorativní kámen a stavební kámen 2) Použití keramiky, porcelánu a skla v průmyslu a stavebnictví, spotřební zboží, zdravotnictví 3) Plasty (polymery): termoplasty reaktoplasty elastomery 4) Dřevo 5) Kůže 6) Textilie [3]

Skupiny nekovů v periodické tabulce I. skupina vodík (H) IV. skupina uhlík (C) V. skupina dusík (N), fosfor (P) VI. skupina chalkogeny kyslík (O), síra (S) VII. skupina halogeny fluor (F), chlor (Cl), brom (Br), jod (I), astat (At) VIII. skupina vzácné plyny helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), xenon (Xe), radon (Rn)

Vodík tři izotopy: 1 H 2 H 3 H [4] nejrozšířenější prvek ve vesmíru 99,9% tritium deuterium výskyt převážně ve sloučeninách voda, kyseliny, hydroxidy, organické sloučeniny vázán ve všech organismech volný vodík molekuly H 2 s pevnou kovalentní vazbou laboratorní příprava: Zn + 2 HCl ZnCl 2 + H 2

Vlastnosti vodíku: bezbarvý plyn, bez zápachu, nepatrně rozpustný ve vodě, má nejmenší hustotu ze všech plynů obtížně se zkapalňuje a ztužuje T V = -252 C T T = -259 C se vzduchem tvoří výbušnou směs Výroba vodíku: Použití vodíku: svařování a řezání kovů k syntéze NH 3 [5] k výrobě CH 3 OH

Uhlík základní prvek biosféry dvě modifikace [6] diamant sloučené atomy a mezi nimi pevné kovalentní vazby tvrdý, nevodivý, průhledný k řezání tvrdých materiálů grafit vrstvy atomů a mezi nimi slabé přitažlivé síly měkký, el.vodivý tuha, elektrody, mazání ložisek umělý uhlík: dřevěné uhlí, koks, saze, živočišné uhlí uhlík je nepostradatelný v organických sloučeninách

Vlastnosti aktivního uhlí: adsorpce zachycení molekul plynných či kapalných látek na povrchu (v pórech aktivního uhlí) jev pozorovaný u látek s velkým povrchem využití v praxi pozorování v laboratoři: filtry protiplynových masek v lékařství při zažívacích potížích k odstraňování pachů čištění cukerné šťávy uhlí + voda vzduchové bubliny

Významné sloučeniny uhlíku uhličitany, např. vápenec CaCO 3 magnezit MgCO 3, soda Na 2 CO 3, jedlá soda NaHCO 3 oxid uhelnatý CO prudce jedovatý pevná vazba na červené krevní barvivo hemoglobin oxid uhličitý CO 2 nehořlavý, nejedovatý, stálá součást atmosféry, tuhý=suchý led kyselina uhličitá H 2 CO 3 slabá kyselina, snadno se rozkládá varem, je součástí perlivých nápojů

Dusík v přírodě se vyskytuje: volný v atmosféře vázaný v anorganických a organických látkách [7] [8] volný tvoří dvouatomové molekuly N 2 atomy jsou zde poutány velmi silnou trojnou vazbou netečnost dusíku a reakce až při vysokých teplotách

využití dusíku: při práci s hořlavými látkami (inertní atmosféra) k výrobě amoniaku NH 3 [9] k výrobě dusíkatých hnojiv a kyseliny dusičné HNO 3 je biogenním prvkem a hlavním zdrojem dusíku: kapalný vzduch frakční destilací sloučeniny: NH 3 - jedovatý plyn, jako kapalný účinný chladící prostředek HNO 3 silná kyselina, pro výrobu barviv, léčiv, výbušnin, je složkou kyselých dešťů

Fosfor v přírodě se nikdy nevyskytuje volný, vždy je vázaný v anorganických nebo organických látkách biogenní prvek je obsažen v bílkovinách a NK [10] volný fosfor 3 modifikace: bílý P 4 reaktivní látka, s kyslíkem oxiduje, pokud je jemně rozptýlen je samozápalný (uchováván pod vodou), prudce jedovatý červený řetězce atomů fosforu, není samozápalný, není jedovatý, zahřátím se mění na bílý P 4 - na tomto principu fungují zápalky černý má některé vlastnosti kovů

fosfor se vyrábí redukcí fosforečnanů koksem v elektrických pecích sloučeniny fosforu: H 3 PO 4 trojsytná kyselina, reaguje s většinou kovů za vzniku vrstvičky na povrchu kovu ochrana před korozí fosforečnany: Ca 3 (PO 4 ) 2 a Ca(H 2 PO 4 ) 2 [11] nerozpustný ve vodě tvoří minerál apatit účinná složka fosforečných hnojiv hnojiva: a) jednosložková - dusíkatá, fosforečná, draselná, vápenatá b) vícesložková NPK, cererit

[12] molekulový Kyslík O 2 je velmi reaktivní látka Kyslík nejrozšířenější prvek zemské kůry (49%) jako volný je součástí atmosféry jako vázaný: v hydrosféře (voda), litosféře (minerály, horniny), v organických látkách (cukry ) bezbarvý plyn, bez zápachu, nepatrně rozpustný ve vodě reakce s nekovovými i kovovými prvky jsou většinou exotermní HOŘENÍ = reakce látek s kyslíkem doprovázená tepelným a světelným efektem

Výroba kyslíku: frakční destilací zkapalněného vzduchu Použití kyslíku: hutnictví (výroba oceli), svařování, řezání kovů ve směsi s vodíkem nebo acetylenem, dýchací přístroje v lékařství, hornictví, letectví Ozon = tříatomové molekuly O 3 ostře zapáchající jedovatý plyn, nestálý vznik ve vyšších vrstvách atmosféry [13] oxiduje mnohé látky, ničí bakterie k dezinfekci pitné vody

Síra biogenní prvek [14] volná molekuly - S 8 vázaná ve sloučeninách (sulfidy, sírany, oxidy, org.látky) nerozpustná ve vodě, dobře rozpustná v sirouhlíku, etheru a ethanolu vlastnosti: krystalická síra po vyjmutí z vody lze ověřit plastičnost síry zahříváme tavenina ztuhlá látka zahřátí k varu taveninu nalijeme do vody využití: k výrobě H 2 SO 4, pesticidů a k vulkanizaci kaučuku

[15] Halogeny (F, Cl, Br, I, At) tvoří ionty: F -, Cl -, Br - a I - tvoří molekuly F 2, Cl 2, Br 2 a I 2 patří k nejreaktivnějším prvkům v přírodě ve sloučeninách: halogenidy F, Cl plyny, Br kapalina, I pevná látka halogenovodíky: HF, HCl, HBr, HI jejich sloučeniny mají i biologický význam: chloridové ionty součástí žaludeční šťávy a krevní plazmy fluoridové ionty v kostech a zubní sklovině jód vázán v hormonu štítné žlázy

Použití halogenů Fluor na výrobu plastů (teflon) a freonů Chlor vých.látka k výrobě HCl, PVC, rozpouštědel, pesticidů, léčiv, bělících prostředků a je to nejběžnější prostředek k dezinfekci vody Brom na výrobu materiálů citlivých na světlo (základ černobílé fotografie) Jód k výrobě léčiv

[19] Vzácné (inertní) plyny jejich atomy mají 8 valenčních elektronů netečnost slučovat se výskyt v přírodě ve formě jednotlivých atomů všechny tyto prvky se vyskytují ve vzduchu, nejvíce Ar výroba: frakční destilací kapalného vzduchu, helium se získává z některých ložisek zemního plynu použití: He k plnění balónů, kapalné He uplatňuje se při dosahování velmi nízkých T -supravodivost kovů a slitin plnění žárovek, reklamních osvětlovacích trubic, výbojek [18] [16] [17]

Otázky k opakování: 1)Vyjmenujte charakteristické vlastnosti nekovů....... 2) Jaký je obecný význam nekovů? Jak moc jsou důležité pro organismus?.. 3) Vyjmenujte nekovové materiály.... 4) Napište přesné složení vzduchu..

Obrázky: Seznam použitých odkazů: [1] foto: Josef Cupal, zdroj: SOKOLOVSKÁ UHELNÁ [2] Connective Tissue Fields Fields.commons.wikimedia, [online]. 2011-07-14[cit. 2012-10-21]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:connective_tissue.jpg > [3] <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:plastic_objects.jpg > [cit 21.10.2012] [4] <http://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=file:wasserstoff.svg&page=1 > [cit 21.10.2012] [5] Detail of the front of the cells on the electroloyser CambridgeBayWeather CambridgeBayWeather.commons.wikimedia, [online]. 2008-04-07 [cit. 2012-10-21]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora- Zachovejte licenci 3.0 <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:front_cells.jpg >

[6] Diamond Saperaud Saperaud [online]. 2005-10-01 [cit. 2012-10-21]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:diamond.jpg > [7] Air composition Charlie123 Charlie123[online]. 2005-06-23 [cit. 2012-10-21]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:air_composition_pie_ chart.jpg > [8] Vial of glowing ultrapure nitrogen, N2 - Jurii Jurii[online]. 2009-10-21 [cit. 2012-10-21]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:nitrogen-glow.jpg > [9] Solid and liquid argon in small graduated cylinder Deglr Deglr[online]. 2007-02-21 [cit. 2012-10-21]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:solid_and_liquid_argon _in_small_graduated_cylinder.jpg >

[10] Phosphorus sample Paginazero Paginazero[online]. 2005-02-23 [cit. 2012-10-21]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:p,15.jpg > [11] <http://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=file:phosphoryl _bromide.svg&page=1 > [cit 21.10.2012] [12] Electron shell diagram for oxygen Pumbaa Pumbaa [online]. 2006-04-17 [cit. 2012-10-21]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora-zachovejte licenci 2.0 <http://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=file:electron_ shell_008_oxygen.svg&page=1 > [13] <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:ozone-montage.png > [cit 21.10.2012] [14] Sulfur sample Paginazero Paginazero[online]. 2005-01-23 [cit. 2012-10-21]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:s,16.jpg?uselang=cs >

[15] Bromine vial Alchemist-hp Alchemist [online]. 2009-07-10 [cit. 2012-10-21]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:bromine_vial_in_acrylic _cube.jpg?uselang=cs > [16] Argon Pslawinski Pslawinski[online]. 2005-10-22 [cit. 2012-10-21]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:artube.jpg > [17] Helium Pslawinski Pslawinski[online]. 2005-10-22 [cit. 2012-10-21]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:hetube.jpg > [18] Neon Pslawinski Pslawinski[online]. 2005-10-22 [cit. 2012-10-21]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:netube.jpg >

[19] PR-Veranstaltung bei Air Liquide in Krefeld-Gellep NatiSythen NatiSythen [online]. 2010-04-11 [cit. 2012-10-21]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:schachtzeichenlogo02.jpg > Zdroje informací: <http://www.nuv.cz/uploads/ecvet_a_eqf_4_6/new_skills_cj/ Nekovove_materialy.pdf> [cit 25.7.2012] Banýr J., Beneš P. a kol.,: Chemie pro střední školy. SPN, a.s., Praha 2001 Blažek J., Fabini J.,: Chemie pro studijní obory SOŠ a SOU nechemického zaměření. SPN, n.p., Praha 1984