Table of Contents
Anorganická chemie
Nepřechodné prvky
Skupiny
- I – alkalické kovy – Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
- II – kovy alkalických zemin – Ca, Sr, Ba, Ra
- III – triely – B. Al, Ga, In, Tl
- IV – tetrely – C, Si, Ge, Sn, Pb
- V – pentely – N, P, As, Sb, Bi
- VI – chalkogeny – O, S, Se, Te, Po
- VII – halogeny – F, Cl, Br, I, At
- VIII – vzácné plyny – He, Ne, Ar, Kr, Xe
- Lanthanoidy
- Aktinoidy
Valenční elektrony
- Nepřechodné prvky v orbitalech s a p
- Přechodné v orbitalech d
- Vnitřně přechodné v orbitalech f
Prvky I. skupiny
- H - vodík, Li - lithium, Na - sodík, K - draslík, Rb - rubidium, Cs - cesium, Fr - francium
Vodík
- Bezbarvý plyn, bez chuti a zápachu, nejlehčí plyn
- Obtížně zkapalnitelný ( b.v. - 252,8 °C) ( b.t. - 259,2 °C)
- V přítomnosti kyslíku hoří
- <m> 2H_2 + O_2 → 2H_2 </m>
- Přírodní vodík je směsí tří izotopů:
- Procium (1 Neutron)
- Deuterium (2N)
- <m>D_2O</m> - těžká voda (ke zpomalení rychlých neutronů v jaderných reaktorech)
- Tritium (3N)
- v horních vrstvách atmosféry
Příprava
- Rozpouštění obecných kovů v neoxidujících kyselinách
- <m> Zn + 2 HCl right ZnCl_2 + H_2 </m>
- <m> Fe + H_2SO_4 right FeSO_4 + H_2 </m>
- Reakce alkalických kovů s vodou
- <m> 2 Na + 2 H_2O right 2 NaOH + H_2 </m>
- Reakce alkalických hydroxidů s méně ušlechtilými kovy
- <m> 2 NaOH + Zn + 2 H_2O right H2+ Na_2Zn(OH)_4 </m>
Průmyslově
- přeháněním vodní páry přes rozžhavenný koks
- <m> H_2O+C → CO + H_2 </m>
* elektrolýza vody
- Katoda: <m> 2 H^+ + 2e^- → H_2 </m>
- Anoda: <m> 2 OH^- - 2e^- → 2 OH </m> ; <m> 4 OH → 2 H_2O + O_2 </m>
- štěpení methanu
- <m> CH_4 → C + 2H_2 </m>
Hydridy
- binární sloučeniny vodíku s jiným prvkem
- podle vazby:
- iontové
- kovalentní
- kovové
Alkalické kovy
Li - lithium, Na - sodík, K - draslík, Rb - rubidium, Cs - cesium, Fr - francium
- v přírodě pouze ve sloučeninách
- vyrábějí se alektrolýzou taveniny ze svých solí
- jsou měkké, stříbřitě lesklé, nízká hustota, dobře vedou el. proud, barví plamen, mají ze všech prvků nejnižší elektronegativitu
- velmi reaktivní, silné redukční schopnosti
- bouřlivě reagují s vodou za vzniku hydroxidu a vodíku <m> 2M + 2H_2O → 2MOH + H_2 </m>
- reakcí s vodíkem vznikají iontové hydridy <m> 2M + H_2 → 2MH </m>
- reakcí se sírou vznikají sulfidy <m> M_2S </m>
- raegují s halogeny <m> M + X_2 → 2MX </m>
Sloučeniny alkalických kovů
- hydroxid draselný <m> hydroxid draselný </m>
- hydroxid sodný <m> NaOH </m>
- dusičnan sodný (ledek) <m> NaOH_3 </m>
- dusičnan draselný <m> KNO_3 </m>
- uhličitan sodný <m> Na_2CO_3 </m>
- hydrogen uhličitan sodný <m> Na_2HCO_3 </m>
- uhličitan draselný <m> K_2CO_3 </m>
Prvky II. skupiny
Be - beryllium, Mg - hořčík, Ca -vápník, Sr - stroncium, Ba - baryum, Ra - radium
Be - Beryllium
- poměrně vzácný, lehký tvrdý kov s vysokým bodem tání,na vzduchu stálý
- sloučeniny jsou jedovaté
- Výskyt: beryl - křemičitan berylnato hlinitý (drahokamy smaragd a akvamarín)
- Výroba: elektrolýza chloridu nebo fluoridu
Mg - Hořčík
- značně rozšířený
- stříbrolesklý, měkký, kujný kov, nízká hustota
- ve sloučeninách oxidacní číslo II
- biogenní prvek - vyskytuje se v chlorofylu
Sloučeniny
- oxid hořečnatý <m> MgO </m>
- hydroxid hořečnatý (brucit) <m> Mg(OH)_2 </m>
- halogenidy hořečnaté <m> MgX_2 </m>
- uhličitan hořečnatý (magnezit) <m> MgC0_3 </m>
Kovy alkalický zemin
Ca - vápník, Sr - stroncium, Ba - baryum, Ra - radium
- střibrobílé, měkké, barví plamen
- ve sloučeninách oxidační číslo II
- Ca - vápník
- 5. nejrozšířenější prvek
- biogenní prvek
Sloučeniny
- vápenec <m> CaCO_3 </m>
- zahříváním vzniká oxid uhličitý a vápenatý → pálené vápno
- <m> CaCO_3 → CaO + CO_2 </m>
- oxid vápenatý <m>CaO</m>
- reaguje s vodou za vzniku hydroxidu vápenatého (hašení vápna)
- tvrdnutí vápna
- <m> Ca(OH)_2 + CO_2 → CaCO_3 + H_2O </m>
- sádrovec <m> CaSO_4.2H_2O </m>
- výroba sádry
- <m> 2CaSO.2H_2O → 2CaSO.1/2H_2O + 3H_2O </m>
- fosforečnan vápenatý <m> Ca_3(PO_4)_2 </m>,dusičnan vápenatý <m> Ca(NO_3)_2 </m>, (fosforit, apatit)
- průmyslová hnojiva
- hydrogen uhličitan vápenatý <m> Ca(HCO_3)_2 </m>, hydrogen uhličitan hořečnatý <m> Mg(HCO_3)_2 </m>
- způsobují tvrdost vody
- celesit <m> SrSO_4 </m>
- baryt <m> BaSO_4 </m>
Prvky III. skupiny
B - bor, Al - hlinik, Ga - galium, In - indium, Tl - thallium
- krom boru kovy
Al - hliník
- nejvýznamější rudou je bauxit
- střibrobílý, lehký kov
Výroba
- bauxit se rozpustí v rostoku hydroxidu sodnéhu a po oddělení nerozpustných nečistot se dále zpracovává
Sloučeniny
- oxid hlinitý <m> Al_2O_3 </m>
- <m> 4Al + 3O_2 → 2Al_2O_3 </m>
- hydroxid hlinitý <m> Al(OH)_3 </m>
- chlorid hlinitý <m> AlCl_3 </m>
- síran hlinitý <m> Al_2(SO_4)_3 </m>
Galium, indium, thallium
- poměeně vzácně se vyskytují
- stříbrobílé, měkké kovy s nízkými body tání
Prvky IV. skupiny
C - uhlík, Ge - germanium, Sn - cín, Pb - olovo
Uhlík
- volně ve formě grafitu a diamantu
- pro grafit je charakteristická vrstevnatá struktura (je vázán pouze s atomy v rovině)
- v diamantu je každý atom poután se čtyřmi sousedními atomy
- hlavní stavební látkou veškeré živé hmoty
Sloučeniny
s kyslíkem
- oxid uhelnatý <m> CO </m>
- vzniká při spalování uhlíku za nedostatečného přístupu kyslíku
- <m> C + O_2 → CO_2 </m>
- <m> C + CO_2 → 2CO </m>
- jedovatý, váže se na hemoglobin, neuvolňuje se z něj
- oxid uhličitý <m> CO_2 </m>
- pevný - suchý led
- náplň sněhových hasicích přístrojů
- kyselina uhličitá <m> H_2CO_3 </m>
- uhličitany
- močovina <m> CO(NH_2)_2 </m>
- fosgen <m> COCl_2 </m>
- WW2 - bojováchemická látka, nyní průmyslová surovina
s vodíkem
- uhlovodíky
- nasycené x nenasycené
- zdroje: ropa, zemní plyn, dehet
s halogeny
- chlorid uhličitý <m> CCl_4 </m>
- rozpouštědlo
- freony
Karbidy
- binární sloučeniny uhlíku s elektropozitivnějšími prvky
- Intersticiální
- prvků skupin železa
- kovalentní
Kyanovodík
- <m> HCN </m>
- vyrábí se reakcí methanu s amoniakem
- <m> CH_4 + NH_3 → HCN + 3H_2 </m>
- velmi dobré rozpouštědlo elektrolytů
- prudce jedovatý
Křemík
- po kyslíku nejrozšířenější prvek v zemské kůře
- modrošedá, lesklá, velmi tvrdá krystalická látka, struktura podobná diamantu
- elementární křemík se vyrábí redukcí křemene
- <m> SiO_2 + 2C → SI 2CO </m>
- nejčastěji v oxidačním čísle IV a -IV
Sloučeniny
- oxid křemičitý <m> SiO_2 </m>
- pevný, těžko tavitelný
- přírodní kodifikace - křemen
- surovina pro výrobu skla
- kyseliny křemičité
Silany
- sloučeniny křemíku s vodíkem
- <m> Si_{n}H_{2n+2} </m>
Halogenidy křemičité
- <m> Si_{n}X_{2n+2} </m>
- chlorid křemičitý <m> SICl_4 </m>
- meziprodukt pro výrobu křemíku v polovodičové čistotě
Germanium, cín, olovo
Germanium
- obsaženo v řadě nerostů
- šedobílá, lesklá, krystalická látka (krystalizuje ve stejné soustavě jako diamant)
- plovodič
- chemicky odolný prvek
Cín
- v přírodě pouze ve sloučeninách
- nejznámější ruda - cínovec <m> SnO_2 </m>
- <m> SnO_2 + 2C right Sn + 2CO </m>
- ve třech modifikacích
- bílý <m> beta </m> - měkký stříbrolesklý kov (dráty, folie)
- šedý <m> alpha </m> - šedý prášek, vzniká dlouhodobým skladováním bílého cínu (cínový mor)
- křehký <m> gamma </m>
Olovo
- Těžký měkký kov, šedý, na řezu lesklý, Špatný vodič tepla i elektřiny, špatně rozpustný, stálý vůči korozi
- nejvýznamější ruda: galenit <m> PbS </m>
- <m> 2PbS + 3CO_2 right 2PbO + 2SO_2 </m>
- <m> PbO + C right Pb + CO </m>
Sloučeniny
- oxid olovnatý (massikot) <m> PbO </m>
- černá sraženina <m> PbS </m>
- oxid olovčitý <m> PbO_2 </m>
- hnědý prášek, silné oxidační činidlo
- chroman olovnatý (chromová žluť) <m> PbCrO_4 </m>
- zlatolesklé šupinky – „zlatý déšť“ <m> PbI_2 </m>
Prvky V. skupiny
N - dusík, P - fosfor, As - arsen, SB - antimon, Bi - bismut
Dusík
- vzduch obsahuje 78% tohoto plynu
- bezbarvý plyn, bez chuti a zápachu
- významný biogenní prvek
- průmyslová výroba frakční destilací
- laboratorně, termickým rozkladem dusitanu amonného:
- <m> NH_4NO_2 right N_2 + 2H_2O </m>
- oxidační čísla od –3 do 5
- surovina pro výrobu amoniaku, kyseliny dusičné, hnojiva
Sloučeniny
s vodíkem
- amoniak <m> NH_3 </m>
- bezbarvý, štiplavý plyn
- chlorid amonný <m> NH_4Cl </m>
- elektolyt v Lanclancheových suchých článcíck
- dusičnan amonný <m> NH_4NO_3 </m>
- amidy, obsahují anion <m> {NH_{2}}^- </m>
- velmin silné zásady, amidy kovů alkalických zemin
s kyslíkem
- oxid dusný <m> N_2O </m>
- narkotizační účinky, uspávací prostředek (rajský plyn)
- oxid dusnatý <m> NO </m>
- bezbarvý plyn, na vzduchu rychle oxiduje na oxid dusičitý
- obsažen ve výfukových plynech
- oxid dusičitý <m> NO_2 </m>
- hnědočervený plyn
- vzniká při spalovánípohoných hmot, vedlejší průmyslový produkt
- zdraví škodlivý
- kyselina dusitá <m> HNO_2 </m>
- kyselina dusičná <m> HNO_3 </m>
- patří mezi nejvýznamější anorganické kyseliny
- oxidační činidlo
- rozpouští většinu kovů
- výroba dříve: <m> 2NaNO_3 + H_2SO_4 right Na_2SO_4 + 2HNO_3 </m>
- nyní, katalyckou oxidací amoniaku:
- <m> 4NH_3 + 5O_2 right 4NO + 6H_2O </m>
- <m> 2NO + O_2 right 2NO_2 </m>
- <m> 3NO_2 + H_2O right 2HNO_3 + NO </m>
Fosfor
- v přírodě pouze ve sloučeninách
- výroba z fosforitu, apatitu
- oxidační čísla –II, -II, 0, I, III, V
- Biogenní prvek: stavební materiál kostí a zubů (jako fosforečnan vápenatý),součást šedé kůry mozkové, nervů, buněčných jader
- bílý fofor
- nejreaktivnější, na czduchu samosápalný
- červený fosfor
- vzniká z bílého zahříváním v interní atmosféře
- méně reaktivní, není jedovatý
- černý fosfor
- krystalický, kovově lesklý
- dobře vede teplo a proud
Sloučeniny
- fosfan <m> PH_3 </m>
- <m> PH_4I + KOH right PH_3 + JI + H_20 </m>
- bezbarvý jedovatý plyn
- silné redukční činidlo
Fosfidy - sloučeniny fosforu s kovy
- sloučeniny fosforu s kovy
- fosfid vápenatý <m> Ca_3P_2 </m>
Sloučeniny fosforu s halogeny
- fosforité <m> PX_3 </m>
- chlorid fosforitý <m> PCl_3 </m>
- hydrolýza s vodou: <m> PCl_3 + 3H_2O right H_3PO_3 + 3HCl </m>
- fosforečné <m> PX_5 </m>
Sloučeniny fosforu s kyslíkem
- oxid fosforitý <m> P_40_6 </m>
- bílá krystalická látka, velmi jedovatý
- oxid fosforečný <m> P_40_10 </m>
- vzniká spalováním fosforu <m> P_4 + O_2 right P_4O_10 </m>
- kyselina fosforná <m> H_3PO_2 </m>
- vzniká reakcí fosfanu s jodem za přítomnosti vody
- kyselina fosforitá <m> H_3PO_3 </m>
- krystalická dobře rozpustná ve vodě
- kyselina hydrogenfosforečná <m> (HPO_3)_n </m>
- polymerní sklovitá, dobře rozpustná ve vodě
- kyselina trihydrogenfosforečná <m> H_3PO_4 </m>
- silná kyseliná, používá se k fosfátování (antikorozní úprava kovů)
- fosforečnan vápenatý <m> Ca_3(PO_4)_2 </m>
- ve vodeě nerozpustný
- základ kostí
- fosforečnan sodný <m> Na_5P-3O_10 </m>
- změkčovadlo vody
Arsen, antimon, bismut
- v zemské kůře poměrně vzácné
- arsen
- výroba žíháním arsenopyritu za nepřístupu vzduchu
- <m> FeAsS right FeS + As </m>
- výskyt: 2 modifikace
- šedý: kovový, stálý, lehce roztíratelný
- žlutý: nestálý, reaktivní, hořlavý
- antimon
- výkyt - antimonit <m> Sb_2S_3 </m>
- výroba: pražením antimonitu a násl. redukcí
- modifikace:
- kovový, stříbrolesklý s modrým nádechem
- žlutý, nestálý, obdoba žlutého As
- černý
- bismut
- výskyt - bismutinit <m> Bi_2S_3 </m>
- výroba jako antimon
- načernalý kov, na vzduchu stálý, rozpustný v <m> HNO_3 </m>
Sloučeniny arsenu, antimonu, bismutu
- všechny reagují s vodíkem s obecným vzorcem <m> MH_3 </m>
- arsan <m> AsH_3 </m>
- stiban <m> SbH_3 </m>
- bismutan <m> BiH_3 </m>
- s hologeny <m> MX_3 a MX_5 </m>
- <m> AsCl_3 , BiF_5 </m>
- kyslíkaté sloučeniny
- oxid arsenitý <m> As_40_6 </m>
- oxid antimonitý <m> Sb_40_6 </m>
- oxid bismutitý <m> Bi_20_3 </m>
- kyselina arsenitá <m> H_3As0_3 </m>
- kyselina trihydrogenarseničná <m> H_3As0_4 </m>
- lze od ní odvodit řady solí
- oxid arseničitý <m> As_20_5 </m>
Prvky VI. skupiny
O - kyslík, S - síra, Se - selen, Te -tellur, Po - polonium
Kyslík
- nejrozšířenější prvek na zemi
- vzduch obsahuje 21 % kysliku
- oxidační čísla –2, -1, 0
- významný biogenní prvek, součást všech živých organismu
- modifikace
- dikyslík <m> O_2 </m>
- bezbarvý plyn
- ozon <m> O_3 </m>
- jedovatý, bezbarvý (v silnějších vrstvách namodralý), charakterisstického zápachu
- vyšší vrstvy atmosféry
- velmi reaktivní
Výroba
- tepelným rozkladem kyslíkatých solí
- <m> 2KClO_3 right 2KCl + 3O_2 </m>
- <m> 2KNO_3 right 2KNO + O_2 </m>
- rozpouštění oxidů některých těžkých kovů v kyselinách
- <m> 2MnO_2 + 2H_2SO_4 right 2MnSO_4 + O_2 + 2H_2O </m>
- katalický rozklad peroxidu vodíku
- <m> 2H_20_2 right 2H_2O + O_2 </m>
- elektolýzou
- průmyslová výroba je založena na frakční destilaci zkapalněného vzduchu
Sloučeniny
- kyselé oxidy
- některé reagují s vodou za vzniku kyslíkatých kyselin
- <m> CO_2, NO_2, SO_3, CrO_3, MoO_3 </m>
- bazické oxidy
- s vodou reagují za vzniku hydroxidů
- tvoří sloučeniny elektropozitivních prvků
- <m> Na_2O, CaO, BaO, MgO </m>
- amfoterní oxidy
- reagují s kyselinami i zásadami za vzniku solí
- neutrální oxidy
- nereagují ani s kyselinami ani se zásadami
- <m> CO, NO </m>
- voda <m> H_2O </m>
- atomy vázané v molekule svírají úhel cca 105°
- molekuly se spojují vodíkovými můstky
- díky svému tvaru a polaritě vazeb mezi H a O mají silně polární charakter
- velmi dobře rozpouští látky složené z iontů
- peroxid vodíku <m> H_2 0_2 </m>
- polární rozpouštědlo
- rozklad <m> 2H_2 O_2 right 2H_2O + O_2 </m>
- výroba
- Starý postup: <m> BaO_2 + H_2SO_4 right BaSO_4 + H_2O_2 </m>
- Nyní: oxidací dihydroxyantracenu vzdušným kyslíkem
Síra
- elementární (citronově žlutá)
- sloučeniny – sulfidy, sírany
- vyskytuje se ve dvou formách
- kosočtverečná soustava: stálá pod 96,5 °C, modifikace S8
3 roviny souměrnosti, navzájem kolmé
- jednoklonná soustava: jedna rovina souměrnosti, stálá do 119 °C, modifikace S8
- síra plastická: Vzniká nalitím roztavené síry do vody
- plasticita je přechodná, přechod na kosočtverečnou soustavu
- ochlazením sirných par vzniká sirný květ: poměrně reaktivní, tvorba sulfidů s kovy, s nekovy reaguje po zahřátí
Sloučeniny
- Sulfidy
- pyrit <m> FeS_2 </m>
- chalkopyrit <m> CuFeS_2 </m>
- galenit <m> PbS </m>
- sfalerit <m> ZnS </m>
- rumělka <m> HgS </m>
- Sírany
- připravují se reakcí kyseliny sírové s kovy, jejich oxidy, nebo uhličitany
- baryt <m> BaSO_4 </m>
- sádrovec <m> CaSO4.2H2O </m>
Sloučeniny síry s kyslíkem
- oxid siřičitý <m> SO_2 </m>
- bezbarvý plyn, šiplavého zápachu
- <m> S + O_2 right SO_2 </m>
- laboratorně: <m> Cu + H_2SO_4 right CuSO_4 + SO_2 + 2 H_2O </m>
- kyselina siřičitá <m> H_2SO_3 </m>
- vzniká reakcí oxidu siřičitého s vodou
- oxid sýrový <m> SO_3 </m>
- 3 modifikace: α,β - polymerní,γ - pevná
- <m> 2 SO_2 + O_2 right 2 SO_3 </m>
- kyselina sýrová <m> H_2SO_4 </m>
- bezbarvá, olejová kapalina
- vzniká reakcí oxidu sírového s vodou
- zředěná rozpouští obecné kovy, koncentrovaná ušlechtilé kovy
- <m> Cu + 2H_2SO_4 right CuSO_4 + 2H_2O + SO_2 </m>
Sloučeniny síry s vodíkem
- sulfan <m> H_2S </m>
- <m> FeS + 2HCl right H_2S + FeCl_2 </m>
- má redukční vlastnosti
Sloučeniny síry s halogeny
- obecný vzorec <m> S_2X_2 , S_nX_2, SX_2, SX_4 </m>
- fluorid sírový <m> SF_6 </m>
Selen,tellur, polonium
- selen a tellur se v přírodě vyskytují ve sloučeninách
- selen a tellur se získávají ze svých rud, reakcéí s kyselinou sírovou
- polonium vzniká radioaktivním rozpadem nuklidu Bi
- sellen a tellur jsou polovodiče, polonium je kov
Sloučeniny selenu, teluru a polonia
- s většinou prvků se slučují přímo
- reagují s vodíkem, obecný vzorec <m> H_2X </m>
- reagují s halogenidy
- oxid seleničitý <m> SeO_2 </m>
- oxid teluričitý<m> TeO_2 </m>
- kyselina selenová <m> H_2SeO_4 </m>
Prvky VII. skupiny
F - fluor, Cl - chlor, Br - brom, I -jod, At astat
- halogeny
- mají 7 valenčních elektronů
- tvoří dvouatomové molekuly
- velmi reaktivní, reaktivnost klesá F I
- F a Cl: plyny, žlutozelené
- Br: kapalina, červenohnědá
- I: pevný, krystalický, černošedý
- páry všech halogenů silně leptají sliznice
Fluor
- žlutozelený plyn
- nejreaktivnější prvek 7. skupiny
- výroba: elektrolýza taveniny KF . nHF n= 1…3
- s většinou prvků se slučuje přímo
- s vodíkem reaguje explozivně
- výskyt: kosti, zubní sklovina živočichů (i člověka)
Sloučeniny
- Kazivec (fluorit) <m> CaF_2 </m>
- Kryolit <m> Na_3AlF_6 </m>
- Apatit (fluorapatit) <m> Ca_5F(PO_4)_3 </m>
Chlor
- zelenožlutý plyn, charakteristický zápach
- průmyslově důležitý, nejrozšířenější helogen
- velmi reaktivní
- výroba
- elektrolýza roztoku NaCl
- v přírodě nejčastěji ve formě solí kyseliny chlorovodíkové ( <m> NaCl , KCl , MgCl_2 </m> )
Sloučeniny
- chlorovodík <m> HCl </m>
- bezbarvý plyn štiplavého zápachu
- výroba
- spalování vodíku v atmosféře chloru při 2 000°C
- sulfátový způsob <m> 2NaCl + H_2SO_4 right 2HCl + Na_2SO_4 </m>
- chloridy
- iontové - alkalických kovů, kovů alkalických zemin a dalších kovů
- kovalentní - nekovy a některé kovy
- příprava
- srážením (nerozpustné)
- rozpouštěním obecných kovů , hydroxidů, uhličitanů <m> Fe + HCl right FeCl_2 </m>
- přímá syntéza <m> Sn + 2Cl_2 right SnCl_4 </m>
- oxidy
- oxid chlorný <m> Cl_2O </m>
- oxid chloričitý <m> ClO_2 </m>
- oxid chlorový <m> Cl_2O_6 </m>
- oxid chloristý <m> Cl_2O_7 </m>
- kyseliny
- kyselina chlorná <m> HClO </m>
- nestálá slabá kyselina
- <m> Cl_2 + H_2O right HClO + HCl </m>
- kyselina chloritá
- kyselina chlorečná <m> HClO_3 </m>
- kyselina chloristá <m> HClO_4 </m>
- nejsilnější kyselina
Brom a jod
- brom
- v přírodě – bromkarnalit <m> KBr.MgBr_2.6 H_2O </m>
- červenohnědá kapalina, má leptavé účinky
- výroba: z matečných louhů po zpracování chloridů, z mořské vody
- jod
- dobře rozpustný v organických rozpouštědlech
- s ethanolem - jodová tinktura (desinfekce)
- kovově lesklé šupinky, téměř nerozpustné ve vodě
- výskyt: v mořské vodě, součást mořských rostlin (řasy, chaluhy, houby, koráli)
- biogenní prvek: nutný pro činnost štítné žlázy
- výroba: z matečných louhů po zpracování chilského ledku (NaNO3)
Sloučeniny
- bezkyslíkaté
- bromovodík <m> HBr </m>
- příprava hydrolýzou <m> PBr_3 </m>
- HI a jodidy
- HI plyn, kyselina jodovodíková
- kyslíkaté
- kyseliny bromná a bromnany (obdoba kyseliny chlorné a chlornanů)
- kyselina bromičná a bromičnany
- kyseliny jodičná <m> HIO_3 </m>
- bílé krystaly, dobře rozpustné ve vodě
- kyselina hydrogenjodistá <m> HIO_4 </m>
- bezbarvá krystalická látka, silné oxidační činidlo
- kyselina pentahydrogenjodistá <m> H_5IO_6 </m>
Prvky VIII. skupiny
He - helium, Ne - neon, Ar - argon, Kr - krypton, Xe - xenon, Rn - radon
- vzácné plyny
- valenční elektrony zcela zaplňují poslední vrstvu el. obalu
- použití:
- He – inertní atmosféra, balony, chladivo
- Ne – neonové výbojky
- Ar – žárovky, neonové výbojky, inertní atmosféra při svařování sloučenin hliníku a při práci s hořlavinami
- Kr a Xe – speciální lampy
- Ra – zářič v lékařství (léčba rakoviny)
Přechodné kovy a kovy 12. skupiny
- přibližně 4/5 známých prvků patří mezi kovy
- většina kovů patří mezi prvky přechodné
- neúplně obsazené d-orbitaly
Výskyt a zpracování
- ryzí: zlato, stříbro, platina, měď
- ve sloučeninách: oxidy, sulfidy, halogenidy
Výroba
Tepelný rozklad
- předpokladem je termicky labilní sloučenina
- př. tepelný rozklad oxidu rtuťnatého
- <m> 2HgO right 2Hg + O_2 </m>
- využití také k čištění
- pentokarbonyl železa
- <m> FeCO_5 right Fe + 5CO </m>
Redukční pochody
- obvykle z oxidů, nebo halogenidů
- redukční činidlo většinou uhlík, vodík, případně hliník, hořčík
- redukce oxidu wolframového vodíkem
- <m> WO_3 + 3H_2 right W + 3H_2O </m>
- redukce kovem
- <m> Zn + CUSO_4 right Cu + ZnSO_4 </m>
Elektrolýza
- elektrolýza tavenin
- elektrolýza roztoků
Kovy 12. skupiny (II.B skupina)
Zn - zinek, Cd - kadmium, Hg - rtuť
Zinek
- v přírodě pouze ve sloučeninách
- modrobílý měkký kov, chemicky značně reaktivní
- sfalerit – blejno zinkové <m> ZnS </m>
- smithsonit <m> ZnCO_3 </m>
- biogenní prvek -součástí řady enzymů
- výroba pražením ZnS, redukce C, nebo elektrolyticky z <m> ZnSO_4 </m>
- <m> ZnO + C right Zn + CO </m>
- užití: pozinkování, slitiny, lékařství – opary, bělení kůže apod
- bílá skalice <m> ZnSO_4 . 7 H_2O </m>
Kadmium
- měkký kov, na vzduchu stálý
- zinkové rudy s CdS
- výroba – oddestilování v přítomnosti C
- sloučeniny velmi toxické
- <m> CdS </m> – žlutý prášek, pigment kadmiová žluť
- <m> CdO </m> – nerozpustný hnědý prášek
- <m> Cd(OH)_2 </m> – bílá sraženina
Rtuť
- stříbrolesklá kapalina, velmi stálá
- nejvýznamnější rudou - rumělka, cinabarit (HgS), trochu elementární v přírodě
- výroba pražením HgS v proudu vzduchu a následná kondenzace
- <m> HgS + O_2 right Hg + SO_2 </m>
- užití – teploměry, příprava amalgámů
- slitiny s kovy – amalgámy
- oxid rtuťnatý <m> HgO </m>
- červené a žluté
- chlorid rtuťnatý <m> HgCl_2 </m>
- prudký jed
Prvky IV.B skupiny
Ti - titan, Zr - zirkonium, Hf - hafnium
Titan
TiO2 – rutil, brookit, anatas; FeTiO3 – ilmenit
- bílý lesklý kov podobný oceli, stálý, tvrdý kujný (kosmické lodi, reaktory)
- sloučeniny – fialové, redukční vlastnosti
- oxid titaničitý <m> TiO_2 </m> - titanová běloba
- chlorid titaničitý <m> TiCl_4 </m>
Prvky V.B skupiny
V - vanad, Nb - niob, Ta - tantal
Vanad
- ocelově šedý, tvrdý kov, vysoká teplota tání (1890°C)
- odolný vůči působení vody a kyselin
- příměs do ocelí- zlepšuje mechanické vlastnosti, především odolnost proti opotřebení za vysokých teplot
- V2O5 – katalyzátor výroby H2SO4
Prvky VI.B skupiny
Cr - chrom, Mo - molybden, W - wolfram
Chrom
- vysoká teplota tání (3380°C)
- tvrdý, stříbřitě lesklý kov , na vzduchu stálý : vrstva oxidu
- Rozpustný v <m>HCl</m> a <m>H_2SO_4</m>
- výroba redukcí <m> Cr_2O_3 </m>
- <m> Cr_2O_3 + 2Al right 2Cr + Al_2O_3 </m>
- slitiny, chromování
Sloučeniny
- chromid <m> FeCr_2O_4 </m>
- krokoit <m> PbCrO_4 </m>
- oxid chromitý <m> Cr_2O_3 </m>
- chromová zeleň, nerozpustný
- chromany, dichromany
Molybden
- bílý lesklý kov, těžko tavitelný
- molybdenit <m> MoS_2 </m>
- výroba pražením, z <m> MoO_3 </m> redukce uhlíkem
- <m> MoS_2 + O_2 right MoO_3 + C right Mo (+ SO_2 + CO_2) </m>
- legování ocelí (změna vlastností ocele)
Wolfram
- tvrdý lesklý kov
- legování ocelí, žáruvzdorná vlákna
- <m> Na_2WO_4 </m> : surovina pro přípravu dalších sloučenin
Prvky VII.B skupiny
Mn - mangan, Tc - technecium, Re - rhenium
Mangan
- stříbrolesklý kov, tvrdý, křehký
- pyrolusit (burel) <m> MnO_2 </m>
- výroba redukcí <m> Mn_3O_4 </m> a aluminotermicky
- tvorba ferromanganu a zrcadloviny ve vysoké peci
Sloučeniny
- manganistan draselný <m> KMnO_4 </m>
- černofialové ve vodě dobře rozpustné krystalky, silné oxidační vlastnosti
- oxid manganičitý <m> MnO_2 </m>
- v ocelářském průmyslu, nátěrové hmoty
Prvky VIII.B skupiny
Fe - železo, Ru -ruthenium, Os - osmium, Co - kobalt, Rh - rhodium, Ir -iridium, Ni -nikl, Pd - palladium, Pt - platina
Železo
- měkký, kujný ferromagnetický kov,
- na vzduchu koroduje – <m> Fe_2O_3 </m>
- <m> 4Fe + 3O_2 + 2xH_2O right 2Fe_2O_3 . xH_2O </m>
- železné rudy
- Magnetovec <m> Fe_3O_4 </m>
- Krevel, hematit <m> Fe_2O_3 </m>
- Hnědel, limonit <m> Fe_2O_3 . x H_20 </m>
- Ocelek, siderit <m> FeCO_3 </m>
- sulfidické rudy
- Pyrit, markazit <m> FeS_2 </m>
- Pyrrhotin <m> FeS </m>
Sloučeniny
- oxid železnatý <m> FeO </m>
- černá prášlkovitá látka
- oxid železitý <m> Fe_2O_3 </m>
- chlorid železitý <m> FeCl_3 </m>
- mořidlo k leptání tištěných spojů
- síran železnatý <m> FeSO_4 </m>
- uhličitan železnatý <m> FeCO_3 </m>
- <m> Fe(HCO_3)_3 </m> – v pitné vodě
ruthenium, osmium
- vzácné, hodně cenné
- ruthenium - zvyšování tvrdosti platiny
- osmium - součást velmi tvrdých slitin
Kobalt
- lesklý, tvrdý, kujný kov
- nekoroduje
- Kobaltin <m> CoAs </m>, smaltin <m> CoAs_2 </m>
Rhodium, Iridium
- poměrně vzácné
- iridium - chemickty odolnější než platina, součástí velmi tvrdých slitin
- rhodium - katalyzátor (součástí katalyzátoru u aut)
Nikl
- v přírodě ryzí i ve sloučeninách (7. nejrozšířenější prvek)
- výroba přes NiO, redukce na Ni ( C), rafinace
- stříbrolesklý, kujný a tažný stálý kov
- přísada do ocelí, slitiny (alpaka, konstantan)
- Monelů kov 68%Ni, 32%Cu, Mn, Fe
- zařízení extrěmné odolná vůči korozy
- oxid nikelný <m> NiO </m> , zelený prášek. Barví sklo a keramiku
Palladium, platina
- poměrně vzácné kovy (90t platiny/rok)
- dobrá kujnost a tažnost
- odolné vůči chemikáliím
Měď
- v přírodě především ve sloučeninách
- kovelín <m> CuS </m>
- chalkopyrit <m> CuFES_2 </m>
- měkký, houževnatý kov načervenalé barvy
- biogenní prvek
- dobře vede el. proud
- slitiny: mosaz - slitina mědi a zinku, bronzy
- měděnka - uhličitan měďnatý
- výroba
- pražení sulfidické rudy
- <m> 2 Cu_2S + 3 O2 right 2 Cu_2O + 2 SO_2 </m>
- <m> Cu_2S + 2 Cu2O → 6 Cu + SO_2 </m>
- laboratorně
- <m> Fe + CuSO_4 → Cu + FeSO_4 </m>
Sloučeniny
- Chalkopyrit <m> CuFeS_2 </m>
- Chalkosin <m> Cu_2S </m>
- Covellin <m> CuS </m>
- Kuprit <m> Cu_2O </m>
- Malachit <m> CuCO_3 . Cu(OH)_2 </m> zelený
- Azurit <m> 2 CuCO3 . Cu(OH)2 </m> modrý
- oxid měďný <m> Cu_2O </m>
- červený nerozpustný prášek, z měďnatých redukcí
Stříbro
- v přírodě ve sloučeninách
- leštěnec stříbrný (argenit) <m> Ag_2S </m>
- bílý, lesklý kov, tažný, kujný, dobře vede teplo a el. proud
- stříbrné soli – rozpustné <m> AgNO_3, AgF a AgClO_4 </m>
- bromid stříbrný <m> AgBr </m> - významný pro černobílou fotografii
Zlato
- vyskytuje se především ryzí
- měkký, žlutý kov, málo reaktivní
- isolace
- amlgamace, rozpouštění v Hg, destilace
- kyanidové loužení
- bílé zlato: obsahuje palladium nebo nikl
Vnitřně přechodné kovy
- kovové prvky, které mají ve valenční elektronové slupce obsazené orbitaly f
- F-prvky
- Lanthanoidy (Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) 58 -71
- Aktinoidy (Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fe, Md, No, Lw..) od 90
- Uran – smolinec, <m> U_3O_8 </m>