LATEX
P–PRVKY • 3. aˇz 8. hlavn´ı skupina • posledn´ım zaplˇ novan´ ym orbitalem je orbital typu P
1
Vz´ acn´ e plyny
• 8. hlavn´ı skupina • He, N e, Ar, Kr, Xe, Rn • vlastnosti: – m´ alo reaktivn´ı = velmi stabiln´ı – maj´ı oktet – valenˇcn´ı vrstva: ns2 np6
↓↑
↓↑
↓↑
↓↑
– za bˇeˇzn´ ych podm´ınek plyny – jsou v atmosf´eˇre (z´ısk´ av´ ame frakˇcn´ı destilac´ı zkapalnˇen´eho vzduchu) • vyuˇzit´ı: – plnˇen´ı vzducholod´ı a bal´ onk˚ u – chlazen´ı – inertn´ı atmosf´era (ˇz´ arovky) – neony – Rn – dˇr´ıve radioterapie – rakovina • slouˇceniny: XeO3 – oxid xenonov´ y XeO4 – oxid xeniˇcel´ y XeF2 – florid xenat´ y
2
Halogeny
• 7. hlavn´ı skupina • F, Cl, Br, I • vlastnosti: – velmi reaktivn´ı – do oktetu chyb´ı jeden elektron – valenˇcn´ı vrstva: ns2 np5
↓↑
↓↑
↓↑
– maj´ı vysokou elektronegativitu ...
1
↓
3
Chalkogeny
• 6. hlavn´ı skupina • O, S, Se, T e, P o • vlastnosti: – ve valenˇcn´ı vrstvˇe 6 valenˇcn´ıch elektron˚ u – valenˇcn´ı vrstva: ns2 np4
↓↑
↓↑
↓
↓
– s rostouc´ım protonov´ ym ˇc´ıslem stoup´a kovov´ y charakter a kles´a alektronegativita
3.1
S´ıra – S
• v´ yskyt: – v bl´ızkosti sopek, term´ aln´ıch pramen˚ u, ve slouˇcenin´ach – v nˇekolika alotropick´ ych modifikac´ıch : ∗ krystalov´ a struktura · jednoklonn´ a – b´ıl´ a s´ıra S8 · kosoˇctvereˇcn´ a – ˇzlut´ a s´ıra S8 ∗ amorfn´ı struktura – nestabiln´ı, plynule pˇrech´az´ı na kosoˇctvereˇcnou · plastick´ a s´ıra – vznil´ a prudk´ ym ochlazen´ım kapaln´e s´ıry · sirn´ y kvˇet – vznik´ a prudk´ ym ochlazen´ım v´ ypar˚ u s´ıry • slouˇceniny: – galenit – P bS – sfalerit – ZnS – pyrit – F eS2 – chalkopyrit – CuF eS2 – rumˇelka – HgS – v s´ıranech: ∗ Glauberova s˚ ul – N a2 SO4 . 10H2 O ∗ s´ adrovec – CaSO4 . 2H2 O ∗ baryt – BaSO4 • tˇeˇzba: – element´ arnˇe se d´ a tˇeˇzit nˇekolika zp˚ usoby – nejcˇcastˇeji Frashovou metodou – v hloubce loˇzisko s´ıry, udˇel´a se vrt, nah´an´ı se tam pˇrehˇr´at´ a p´ ara, roztav´ı s´ıru, pomoc´ı tlaku se vytlaˇcuje velmi ˇcist´a s´ıra v kapaln´em stavu • vlastnosti kosoˇctvereˇcn´e s´ıry: – ˇzlut´ a krystalick´ a l´ atka bez chuti, dobˇre rospustn´a v nepol´arn´ıch rozpouˇstˇedlech (CS2 – sirouhl´ık) – m´ a oxidaˇcn´ı i redukˇcn´ı u ´ˇcinky: F e + S −→ F eS !!!S + HN O3 −→ N O + H2 SO4 !!!
2
– spalov´ an´ı s´ıry: S + O2 −→ SO2 • vyuˇzit´ı: – k v´ yrobˇe stˇreln´eho prachu a z´ apalek – desinfekˇcn´ı u ´ˇcinky (s´ıˇren´ı sud˚ u) – v dermatologii (masti, pudry, z´ asypy) – vulkanizace kauˇcuku (aby byl tvrdˇs´ı a odolnˇejˇs´ı) – k v´ yrobˇe H2 SO4 (jedin´ a surovina k jej´ı v´ yrobˇe) • bezkysl´ıkat´e slouˇceniny s´ıry: – H2 S – sulfan ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗
bezbarv´ y, silnˇe p´ achnouc´ı, jedovat´ y plyn rozpouˇst´ı se dobˇre ve vodˇe za vzniku slab´e kyseliny sulfanov´e (sirovod´ıkov´e) pˇr´ıprava: F eS + 2HCl −→ H2 S + F eCl2 m´ a siln´e redukˇcn´ı vlastnosti: H2 S + Cl2 −→ S + 2HCl vytv´ aˇr´ı 2 druhy sol´ı: HS − a S 2− pouˇz´ıv´ a se k v´ yrobˇe pigment˚ u a v analitice pro d˚ ukaz iont˚ u
• kysl´ıkat´e slouˇceniny s´ıry: – oxid siˇsiˇriˇcit´ y – SO2 ∗ bezbarv´ y jedovat´ y plyn s dr´aˇzdiv´ ymi u ´ˇcinky ∗ velmi dobˇre rozpustn´ y ve vodˇe za vzniku H2 SO3 ∗ H2 SO3 – kys. siˇriˇcit´ a · v´ yroba: SO2 + H2 O −→ H2 SO3 · nest´ al´ a kapalina s redukˇcn´ımi u ´ˇcinky · zp˚ usobuje kysel´e deˇstˇe ∗ pˇr´ıprava: S + O2 −→ SO2 ∗ redukˇcn´ı u ´ˇcinky: 2SO2 + O2 −→ 2SO3 ∗ oxidaˇcn´ı u ´ˇcinky: SO2 + C −→ S + CO2 ∗ souˇc´ ast´ı smogu – vznik´ a spalov´an´ım ∗ vyuˇz´ıv´ a se k v´ yrobˇe kys. s´ırov´e nebo celul´ozy • oxid s´ırov´ y – SO3 – dobˇre rozpustn´ y ve vodˇe za vzniku H2 SO4 – H2 SO4 – kys. s´ırov´ a ∗ ∗ ∗ ∗ ∗
hygroskopick´ a kapalina (pohlcuje vodu) koncentrovan´ a 96-98% – siln´e ox. u ´ˇcinky – ale slab´a! zˇredˇen´ a kolem 50% – slab´e ox. u ´ˇcinky – ale siln´a kyselina reakce s neuˇslechtil´ ymi kovy (za vzniku H2 a pˇr´ısluˇsn´e soli): Zn+H2 SO4 −→ H2 +ZnSO4 reakce s uˇslechtil´ ymi kovy (za vzniku H2 O ,pˇr´ısluˇsn´e soli a oxidu): Cu + 2H2 SO4 −→ 2H2 O + CuSO4 + SO2 ∗ koncentrovan´ a pasivuje nˇekter´e kovy – kov se pokryje kompaktn´ı vrstvou s´ıranu a d´ale uˇz nereaguje (Fe, Al, ...)
3
∗ v´ yroba: S + O2 −→ SO2 2SO2 + O2 −→ 2SO3 SO3 + H2 SO4 −→ H2 S2 O7 H2 S2 O7 + H2 O −→ 2H2 SO4 ∗ v´ yrova v´ ybuˇsnin a hnojiv ∗ v mnoˇzstv´ı vyprodikovan´e kys. s´ırov´e se ud´av´a vyspˇelost st´atu – soli odvozen´e od kyseliny s´ırov´e: ∗ s´ırany ∗ thios´ırany ∗ podvojn´e s´ırany
3.2
Selen + Telur – Se + T e
• v pˇr´ırodˇe jako doprovodn´e prvky s´ıry • polokovy – vz´ acn´e – pr˚ umyslovˇe m´ alo vyuˇziteln´e • slouˇceniny: – H2 Se – selan −→ selenidy – N a2 Se – H2 T e – telan −→ teluridy – N a2 T e
3.3
Polonium – P o
• vz´ acn´ y radioaktivn kov • v mal´em mnoˇzstv´ı ve smolinci (vyr´ ab´ı se umˇelˇe)
4
Pentely
• 5. hlavn´ı skupina • N, P, As, Sb, Bi • vlastnosti: – ve valenˇcn´ı vrstvˇe 5 valenˇcn´ıch elektron˚ u – valenˇcn´ı vrstva: ns2 np3
↓↑
↓
↓
↓
– s rostouc´ım protonov´ ym ˇc´ıslem stoup´a kovov´ y charakter a kles´a alektronegativita – ox. stavy: −3 nebo +5
4
4.1
Dus´ık – N
• vlastnosti: – tˇret´ı nejelektronegativnˇejˇs´ı prvek – ve vˇsech slouˇcenin´ach s vod´ıkem vod´ıkov´e m˚ ustky – tvoˇr´ı jednoduch´e i n´ asobn´e vazby – biogen´ı prvek – bezbarv´ y plyn bez chuti a z´ apachu • v´ yskyt: – ve vzduchu (N2 – 78%) – ve slouˇcenin´ ach – chillsk´ y ledek – N aN O3 – v makromolekul´ ach – aminokyselin´ach • v´ yroba: – frakˇcn´ı destilac´ı zkapalnˇen´eho vzduchu – rozkladem dusitanu amonn´eho :N H4 N O2 −→ 2H2 O + N2 • pouˇz´ıt´ı: – surovina pˇri v´ yrobˇe amoniaku – surovina k v´ yrobˇe dusiˇcnan˚ u (pr˚ umyslov´a hnojiva) – vytv´ aˇren´ı inertn´ıch atmosf´er • bezkysl´ıkat´e slouˇceniny dus´ıku: – N H3 – Amoniak ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗
bezbarv´ y jedovat´ y plyn ˇstiplav´eho z´apachu velmi dobˇre rozpustn´ y ve vodˇe vod´ıkov´e m˚ ustky – vyˇsˇs´ı teplota varu a t´an´ı v´ yroba: N2 + 3H2 −→ 2N H3 – Habber-Boshova metoda v amoniaku je voln´ y elektronov´ y p´ar, kter´ y se u ´ˇcastn´ı tvorby donor-akceptorov´e vazby: N H3 + H + −→ N H4+ redukˇcn´ı u ´ˇcinky: 3CuO + 2N H3 −→ 3Cu + 3H2 O + N2 ligant v komplexn´ıch slouˇcenin´ach v´ yroba hnojiv – dusiˇcnan amonn´ y barven´ı vlas˚ u, ˇcichac´ı plyn, chlazen´ı, v´ yroba kys. dusiˇcn´e amonn´e soli: · pevn´e krystalick´e l´ atky, kter´e obsahuj´ı amonn´ y kationt, dobˇre rozpustn´e ve vodˇe · N H3 + HCl −→ N H4 Cl – salmiak – n´aplˇ n do bateri´ı(such´e ˇcl´anky) – slab´a z´asada – m´ a voln´ y elektronov´ y p´ar – m˚ uˇze pˇrijmout vod´ıkov´e kationty (donor akceptorov´ a vazba) – pˇri vyˇsˇs´ı teplotˇe se rozkl´ad´a · N H4 N O3 – dusiˇcnan amonn´ y – pr˚ umyslov´e hnojivo
• kysl´ıkat´e slouˇceniny dus´ıku: – N2 O – oxid dusn´ y ∗ bezbarv´ y plyn – tzv. rajsk´ y plyn – anestetikum, pˇri plnˇen´ı ˇslehaˇcky – N O – oxid dusnat´ y 5
∗ bezbarv´ y plyn – ve v´ yfukov´ ych plynech – N O2 – oxid dusiˇcit´ y ∗ hnˇedoˇcerven´ y plyn (monomer ... dimer je bezbarv´ y N2 O4 ) ∗ zp˚ usobuje kysel´e deˇstˇe – N2 O5 – oxid dusiˇcn´ y ∗ b´ıl´ a krystalick´ a l´ atka, silnˇe hygroskopick´a qitem pouˇz´ıv´a se k v´ yrobˇe v´ ybuˇsnin – HN O2 – kyselina dusit´ a ∗ jednositn´ a nest´ al´ a kyselina, reaguje uˇz za n´ızk´e teploty: 3HN O2 −→ N O + HN O3 + H2 O – HN O3 – kyselina dusiˇcit´ a ∗ jednositn´ a, siln´ a, koncentrovan´a 63%, bezbarv´a, kapalina ∗ pr˚ umyslov´ a v´ yroba: 4N H3 + 5O2 −→ 4N O + 6H2 O 2N O + O2 −→ 2N O2 3N O2 + H2 O −→ 2HN O3 + N O ∗ m´ a ox. u ´ˇcinky: · zˇredˇen´ a: Zn + 2HN O3 −→ Zn(N O3 )2 + H2 (vznik´a pˇr´ısluˇsn´a s˚ ul a vod´ık) · koncentrovan´ a: 3Cu + 8HN O3 −→ 3Cu(N O3 )2 + 2N O + 4H2 O (s˚ ul, voda a oxid) ∗ luˇcavka kr´ alovsk´ a – smˇes HN O3 a HCl v pomˇeru 1:3 – je schopna rozpouˇstˇet zlato a platinu ∗ pouˇz´ıv´ a se k nitrac´ım (zav´ adˇen´ı N O2 do org. slouˇcenin) ∗ koncentrovan´ a pasivuje kovy ∗ v´ yroba hnojiv(dusiˇcnany), v´ ybuˇsniny, barviva – N O – oxid dusnat´ y ∗ bezbarv´ y plyn – ve v´ yfukov´ ych plynech
4.2
Fosfor – P
• v´ yskyt: – v pˇr´ırodˇe jen ve slouˇcenin´ ach (fosforit a apatit – obsahuj´ı Ca3 (P O4 )2 – z´akladn´ı slouˇceniny pro v´ yrobu alement´ arn´ıho fosforu) – biogen´ı – v ˇziv´ ych organismech – kosti a zuby – ve tˇrech alotropick´ ych modifikac´ıch: ∗ b´ıl´ y · P4 – tetraedr – ˇctyˇrstˇen · jedovat´ y, samoz´ apaln´ y, nerozpustn´ y ve vodˇe, rozpustn´ y v CS2 – sirouhl´ıku, benzenu · nejreaktivnˇejˇs´ı forma fosforu ∗ ˇcerven´ y · Pn – line´ arn´ı ˇretˇezce r˚ uzn´eho poˇctu atom˚ u · m´enˇe reaktivn´ı, nen´ı jedovat´ y ani samoz´apaln´ y ∗ ˇcern´ y · krystalick´ a ˇcern´ a l´ atka s kovov´ ymi vlastnostmi – je vodiv´ y(tepelnˇe i elektricky), m´ a kovov´ y lesk, nejm´enˇe reaktivn´ı • v´ yroba: Ca3(P O4 )2 + SiO2 + C −→ plynn´ y fosfor 6
• bezkysl´ıkat´e slouˇceniny:: – – – –
7
