14 skupina 1 14 skupina IV A skupina

  • Slides: 19
Download presentation
14. skupina 1

14. skupina 1

14. skupina (IV. A skupina) Uhlík křemík germanium cín olovo Symbol: Mezinárodní název: carboneum

14. skupina (IV. A skupina) Uhlík křemík germanium cín olovo Symbol: Mezinárodní název: carboneum silicium germanium stannum plumbum Počet valenčních elektronů: 4 Elektronová konfigurace: Oxidační čísla -IV, II, IV -IV, IV (II), IV II, (IV) nekov polokov kov Co Si Germáni Snědli Pak bledli 2

Jak prvky 14. skupiny získají stabilní konfiguraci (tzn. Konfiguraci nejbližšího vzácného plynu)? a) V

Jak prvky 14. skupiny získají stabilní konfiguraci (tzn. Konfiguraci nejbližšího vzácného plynu)? a) V základním stavu - vytvořením dvou kovalentních vazeb C O 1 s ↑↓ 2 p ↑ ↑ 1 s ↑↓ 2 p ↑↓ ↓ ↓ b) V excitovaném stavu – Mohou tvořit až šest vazeb (uhlík pouze čtyři) C* 1 s ↑↓ 2 s ↑ H 2 p ↑ ↑ ↑ 1 s ↓ H 1 s ↓

3 d orbitaly Si mohou přispět ke tvorbě dalších vazeb * Si 1 s

3 d orbitaly Si mohou přispět ke tvorbě dalších vazeb * Si 1 s Na 2[Si. F 6] ↑↓ 2 s ↑↓ 2 p ↑↓ ↑↓ ↑↓ 3 s ↑ 3 p ↑ ↑ F F 1 s ↑↓ 2 s ↑↓ 1 s ↑↓ 2 s ↑↓ ↑ 3 d 2 p ↑↓ ↑↓ ↓ Koordinačně kovalentní vazby 2 p ↑↓ ↑↓ ↓ 2 p ↑↓ ↑↓ ↑↓ Červeně zvýrazněné elektrony poskytl sodík Vznik 2 Na+

c) V iontových sloučeninách (např. Sn. Cl 2) 2+ Sn [ - 36 Kr]

c) V iontových sloučeninách (např. Sn. Cl 2) 2+ Sn [ - 36 Kr] Cl [ 5 s ↑↓ 5 p ↑ ↑ 10 Ne] 3 s ↑↓ 3 p ↑↓ ↑↓ ↓ Vznik iontů (cínatý kation a chloridové anionty)

Uhlík výskyt: a) volný: 2 alotropické modifikace: diamant a grafit (=tuha) Krychlová soustava 4

Uhlík výskyt: a) volný: 2 alotropické modifikace: diamant a grafit (=tuha) Krychlová soustava 4 kovalentní vazby Šesterečná soustava Slabé interakce Měkký a vede elektrický proud

b) ve sloučeninách: biogenní prvek organické sloučeniny (zemní plyn, ropa, uhlí, vše organické) anorganické

b) ve sloučeninách: biogenní prvek organické sloučeniny (zemní plyn, ropa, uhlí, vše organické) anorganické sloučeniny: kalcit Ca. CO 3 (z něho je tvořená hornina vápenec) Magnezit Mg. CO 3 Dolomit Ca. CO 3. Mg. CO 3

vlastnosti: Uhlík je málo reaktivní Pro reakce se používají technické formy – koks a

vlastnosti: Uhlík je málo reaktivní Pro reakce se používají technické formy – koks a uhlí Koks – redukční činidlo, přímá redukce kovů (v koksárnách) Fe 2 O 3 + 3 C 3 CO + 2 Fe (jeden z kroků výroby železa) užití: Koks a uhlí – palivo Diamant – klenotnictví (brilianty), opracování tvrdých materiálů Grafit – elektrody, tuhy, tavící kelímky, tužky Aktivní uhlí – adsorpce plynných látek (má mikropóry) Živočišné uhlí – lékařství (choroby trávicího ústrojí) Technický uhlík (saze prachový nános nespálených palivových zbytků) – plnidlo pneumatik a plastů http: //www. youtube. com/watch? v=v. Dya. I 0 yai. Ew 8

Bezkyslíkaté sloučeniny uhlíku karbidy Uhlík s elektropozitivnějšími prvky (kovy, B, Si) Ca. C 2,

Bezkyslíkaté sloučeniny uhlíku karbidy Uhlík s elektropozitivnějšími prvky (kovy, B, Si) Ca. C 2, Si. C Sirouhlík CS 2 Nepolární rozpouštědlo, Jedovatá, snadno zápalná kapalina. http: //www. youtube. com/watch? v=YJOz. QFXT 54 M Halogenidy uhlíku Kyanidy (C≡N)- CCl 4 – nepolární kapalné rozpouštědlo, Nebezpečný jed. Soli kyseliny kyanovodíkové HCN Jsou prudce jedovaté.

Kyslíkaté sloučeniny uhlíku CO Vznik – nedokonalé spalování uhlíku 2 C+O 2 → 2

Kyslíkaté sloučeniny uhlíku CO Vznik – nedokonalé spalování uhlíku 2 C+O 2 → 2 CO Značně reaktivní plyn, silné red. účinky: Fe 2 O 3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO 2 Jedovatý plyn, součást výfukových plynů CO 2 Vznik – dokonalé spalování uhlíku C+O 2 → CO 2 Vznik při dýchání, kvašení, tlení, hoření … Příprava: Ca. CO 3+ 2 HCl → Ca. Cl 2 + CO 2+ H 2 O Přispívá ke skleníkovému efektu. Bezbarvý, rozputný ve vodě, těžší než vzduch, nehoří a působí dusivě. Suchý led – pevný CO 2 (vznik prudkým ochlazením) http: //video. google. com/videoplay? docid=-2052546048515904444# H 2 CO 3 Slabá kyselina, vznik CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3 hydrogenuhličitany Ve vodě rozpustné uhličitany Ve vodě nerozpustné (kromě Na 2 CO 3 a (NH 4)2 CO 3)

Křemík výskyt: Po kyslíku je 2. nejrozšířenějším prvkem na zemi Pouze vázaný ve sloučeninách:

Křemík výskyt: Po kyslíku je 2. nejrozšířenějším prvkem na zemi Pouze vázaný ve sloučeninách: Především ve sloučeninách s O a Al (Si. O 2 - Křemen, křemičitany a hlinitokřemičitany – základ zemské kůry) Celá řada odrůd: čirý křišťál Fialový ametyst achát růžový růženín žlutý citrín hnědá záhněda

vlastnosti: Elementární křemík – hnědý prášek či temně šedá krystalická látka Má diamantovou strukturu

vlastnosti: Elementární křemík – hnědý prášek či temně šedá krystalická látka Má diamantovou strukturu Polovodič Velmi málo reaktivní užití: Surový křemík – hutnický (výroba slitin) a chemický průmysl (např. výroba silikonových polymerů) Velmi čistý křemík – polovodiče, sluneční baterie

Bezkyslíkaté sloučeniny křemíku Silany Sin. H 2 n+2 (n = 1, 2, 3, 4,

Bezkyslíkaté sloučeniny křemíku Silany Sin. H 2 n+2 (n = 1, 2, 3, 4, 6) Halogenidy křemíku Si. X 4 Silicidy Si 4 - Reaktivní nestálé látky Těkavé, Si. F 4 + H 2 O → H 2 Si. F 6 (k. hexafluorokřemičitá) Velmi silná kyselina Sloučeniny křemíku s kovy Kyslíkaté sloučeniny křemíku Základní jednotka čtyřstěn o složení Si. O 4

Si. O 2 Pevná látka s polymerní strukturou. 3 základní modifikace: 870 ºC 1470

Si. O 2 Pevná látka s polymerní strukturou. 3 základní modifikace: 870 ºC 1470 ºC Křemen tridymit cristobalit Jedna z nejstálejších látek. Odolný vůči vodě, kyselinám (kromě HF) Řada barevných odrůd. Součást písku (tj. hornina s převahou Si. O 2), použití ve stavebnictví Roztavením a prudkým ochlazením – zisk křemenného skla. Si. O 2 Křemenné sklo Sodnokřemičité sklo

H 4 Si. O 4 Existuje jen ve zředěných vodných roztocích – Z nich

H 4 Si. O 4 Existuje jen ve zředěných vodných roztocích – Z nich se vylučuje polymerní sol. Z něho vznik rosolovitého gelu – vysušením zisk silikagelu. Užití silikagelu: sušidlo a odstraňovač pachu Křemičitany (silikáty) Vlastnosti jsou závislé na struktuře. Potaš K 2 CO 3 Soda Na 2 CO 3 Náhradou některých atomů Si hliníkem vznikají hlinitokřemičitany. Nejznámnější hlinitokřemičitany jsou tzv. živce. Zvětráváním živců – vznik kaolinitu (obsažen v hornině kaolínu) – na výrobu porcelánu. Hlinitokřemičitany vápenaté – hlavní složkou cementu.

Vodní sklo Roztok (mono-, di-, tri- hydrogen) křemičitanů alkalických kovů, (hl. Na a K).

Vodní sklo Roztok (mono-, di-, tri- hydrogen) křemičitanů alkalických kovů, (hl. Na a K). Vznik tavením písku se sodou nebo s potaší. Polysiloxany (Silikony) R R R-Si-O-Si-R R R (R 2 Si. O)n R R -O-Si. R R n Organokřemičité látky, chemicky a tepelně odolné

Sklo a sklářský průmysl Sklo vzniká tavením křemenného písku se směsí uhličitanů alkalických kovů

Sklo a sklářský průmysl Sklo vzniká tavením křemenného písku se směsí uhličitanů alkalických kovů (např. soda, potaš - pro snížení teploty tání) a dalších přísad (např. Ca. O – pro odolnost vůči vodě) a ztuhnutím taveniny, která je amorfní (nepravidelná struktura). Sodnovápenaté sklo Obyčejné měkké sklo (tabulové, lahvové) Na 2 O. Ca. O. 6 Si. O 2 Vznik tavením křem. písku, Na 2 CO 3 a Ca. CO 3 Draselné sklo Tepelně odolná Křemenné sklo – pouze Si. O 2 Chemické sklo Varné sklo (SIMAX) Obsahuje B 2 O 3 Olovnaté sklo Optické přístroje a dekorační skla Speciální skla Velmi čisté křem. sklo, optická vlákna (obor optoelektronika) Barevná skla Přídavky oxidů a některých prvků (Au) – způsobení barevnosti. Sklářský průmysl Sodnodraselné sklo = český křišťál

Stavebnictví, porcelán a keramika Jíly horniny komplikovaného složení (hl. křemičitany a hlinitokřemičitany) Použití (s

Stavebnictví, porcelán a keramika Jíly horniny komplikovaného složení (hl. křemičitany a hlinitokřemičitany) Použití (s hlínou a kaolínem): na výrobu keramiky, kameniny a stavebních materiálů. Zpracování této směsi: vypálení (ztráta vody, zvyšuje se pevnost, odolnost…) Porcelán Výroba: směs kaolínu, rozemletého živce a křemene – výrobky se vypalují v pecích, Nanáší se glazura (ochrana, vzhled). Cement Rozemletá směs dehydratovaných hlinitanů, křemičitanů a hlinitoželezitanů vápenatých. Výroba: Pálením směsi vápence nebo vápna s křemičitany (hl. vápenaté) nebo hlinitokřemičitany a rozemletím s dalšími přísadami Beton Cement po smísení s pískem (nebo štěrkem) a vodou tvrdne v beton. Vznikají polymerní hydráty s vazbami –Si-O-Si-O-.

Cín a olovo výskyt: Sn. O 2 - kasiterit Pb. S - galenit vlastnosti

Cín a olovo výskyt: Sn. O 2 - kasiterit Pb. S - galenit vlastnosti a užití: Cín Olovo Stříbrolesklý měkký kov, tažný a kujný (staniol). Odolný (pocínování předmětů) i proti korozi. Užití: pocínování železných předmětů (bílý plech), Slitiny (bronz), pájecí kov (Sn + Pb) Šedomodrý kujný kov, lze válcovat na plechy. Olovnaté sloučeniny jsou jedovaté. Užití: slitiny, akumulátory, organokovové sloučeniny, ochranné štíty proti rtg