1. Stechiometrický/empirický vzorec voda
Vzorce sloučenin
benzen
fenol
H2O
C6 H6 O
1
2
2. Molekulový/souhrnný/sumární vzorec voda
benzen
3. Strukturní konstituční vzorce
fenol
OH
OH
O
H2O
• racionální
• rozvinuté („strukturní“)
C6 H6 O
H
H
C
C C
C
H CH
C C
H
CH
CH
CH CH
H
• funkční
H 3
OH
C
C6H5-OH
fenol
C6H5OH
4
4. Strukturní konfigurační vzorce
3. Strukturní konstituční vzorce • elektronový
H
O
H3C
H
H
voda
• geometrický (prostorový)
CH3 H
cis-but-2-en
O H
C C
H3C H
C C
H CH3
trans-but-2-en
H voda
5
6
1
5. Strukturní konformační vzorce H
H
H H
H H
H
H
H H
H
H H
H
H
H
H
H
H H
vaničková
H
Anorganická chemie
H
H H
Názvosloví založeno na oxidačním čísle atomů/iontů
židličková
konformace cyklohexanu 7
Kladné oxidační číslo prvku Oxidační číslo
8
Záporné oxidační číslo prvku
Zakončení názvu kationtu
kyslíkaté kyseliny
I
-ný
-ná
-nan
II
-natý
-natá
-natan
III
-itý
-itá
-itan
IV
-ičitý
-ičitá
-ičitan
V
-ečný/-ičný
-ečná/-ičná
-ečnan/-ičnan
VI
-ový
-ová
-an
VII
-istý
-istá
-istan
VIII
-ičelý
-ičelá
-ičelan
-id
její soli
• halogenid
9
Názvosloví kationtů Na+
kation sodný sodný
Sb3+
kation antimonitý antimonitý
NH4+
kation
H3O+
X-I
(fluorid, chlorid, …)
• oxid • nitrid • karbid
O-II N-III C-IV
• hydroxid
OH-
• peroxid • kyanid • azid
O22CNN3-
10
Názvosloví aniontů ClNO2S2 HSS2 2 O22OHCNNH2-
kation hydroxoniový
11
anion chlorid ový chloridový anion dusitan ový dusitanový anion sulfid ový sulfidový anion hydrogensulfid ový hydrogensulfidový
anion anion anion hydroxid ový hydroxidový anion kyanid ový kyanidový anion 12
2
Názvosloví hydridů
• Kovalentní hydridy SiH4
• Iontové hydridy CaH2
silan silan SinH2n+2
hydrid vápenatý
• Kovalentní hydridy (didi-, tritri-, …) mezinár. mezinár. název prvku -an
Si2H6
disil an disilan
Si4H10
tetrasil an tetrasilan
PH3
fosfan fosfan
P2H4
difosf an difosfan
BH3
boran boran
B10H14
dekabor an dekaboran
AlH3
alan alan
SbH3 H2S
sulfan sulfan
H2Te 13
Triviální názvy kovalentních hydridů • H2O
Názvosloví polymerních oxidů
voda
• H2O2
• H2 S
sirovodík
• NH3
amoniak
• N2H4 • HN3 • HX
halogenovodík (fluorovodík, chlorovodík, bromovodík, jodovodík)
• HCN
14
kyanovodík
• Monomer
• Polymer
SO3 oxid sírový
(SO3)n
oxid sírový (polymerní)
NO2 oxid dusičitý
N2O4
tetraoxid
P2O5 oxid fosforečný
P4O10
15
16
Názvosloví kyslíkatých kyselin
Názvosloví bezkyslíkatých bezkyslíkatých kyselin
HxAyOz
• bezkyslíkaté kyseliny = • HX
dekaoxid tetrafosforečný
A = kyselinotvorný prvek ox. ox. č. V
kyselina halogenovodíková (X = F fluoro-, Cl chloro-, Br bromo-, I jodo-)
• HCN
kyselina kyanovodíková
• H2 S
kyselina sirovodíková 17
H3PO4
(HPO3)n
• orthofosforečná
• metafosforečná
• trihydrogenfosforečná
• hydrogenfosforečná
n = 1, 2, ...
18
3
Isopolykyseliny HxAyOz
Názvosloví aniontů/solí od oxokyselin
y = 2, 3, … A se stejným oxidačním číslem
H3PO4 PO43-
• Dikyseliny
kyselina trihydrogenfosforečná anion fosforečnanový Ca3(PO4)2
Př. kyselina difosforečná difosforečná
HPO42-
H3PO4 + H3PO4
anion hydrogenfosforečnanový hydrogenfosforečnanový
CaHPO4
H6P2O8
H2PO4-
- H2 O
hydrogenfosforečnan vápenatý
anion dihydrogenfosforečnanový dihydrogenfosforečnanový
Ca(H2PO4)2
H4P2O7
fosforečnan vápenatý
dihydrogenfosforečnan vápenatý
19
20
Názvosloví podvojných solí
Názvosloví thiokyselin
• soli s různými kationty • jeden nebo více kyslíků nahrazeno sírou H2SO4
kyselina sírová
H2S2O3
kyselina
Na2S2O3
• názvy kationtů v pořadí rostoucích oxidačních čísel (s výjimkou vodíku) a odděleny spojovníkem
KAl(SO4)2
síran draselno-hlinitý
• při stejném ox. č. v abecedním pořadí značek prvků
CaMg(CO3)2
sodný
uhličitan
• víceatomové kationty poslední ve skupině kationtů téhož ox. č.
NaNH4HPO4
hydrogenfosforečnan
21
Názvosloví hydrátů solí
Názvosloví smíšených solí
• soli s molekulami vody v krystalové struktuře
• soli s různými anionty
CaSO4.½H2O
• názvy aniontů v abecedním pořadí značek prvků (centrálních atomů) odděleny spojovníkem
MgCl(OH) BiCl(O) CaCl(ClO)
22
chlorid-hydroxid hořečnatý bismutitý
síranu vápenatého
CaSO4.2H2O
dihydrát síranu vápenatého
KAlSO4.12H2O
dodekahydrát síranu draselno-hlinitého
NH4MgPO4.6H2O
hexahydrát fosforečnanu amonno-hořečnatého
chlorid-chlornan vápenatý 23
24
4
Názvosloví koordinačních sloučenin Ligandy H2O
aqua
NH3 CO NO FCNOHH-
ammin karbonyl nitrosyl fluorokyanohydroxohydrido-
Zastoupení prvků ve vesmíru a na zemi
• [Cu(NH3)4]2+ kation tetraamminmědnatý
Prvek
Vesmír
tetrahydroxohlinitan • Li[BH4] tetrahydridoboritan lithný
Země* (hmotn. %)
H2
88,6
O
50
He
11,3
Si
26
Ostatní prvky
0,1
• [Ni(CO)4] • [Al(OH)4]-
Prvek
(hmotn. %)
Al
7,5
Fe
4,7
Ca
3,4
Jádro země
Na
2,6
(~99,6 % hmotnosti země)
K
2,4
Fe, Ni, Co, Cr, Mn, P, Si, S
Mg
1,9
*zemská kůra + hydrosféra + atmosféra
25
26
Složení suchého vzduchu Prvek
Zastoupení prvků v lidském těle Prvek
Vzduch
N2
78
O2
21
Ar
0,93*
CO2
0,03
H2
Lidské tělo (hmotn. %)
(obj. %)
< 0,01
O C
63 20
H N Ca P
10 3,3 1,5 1,0
Ostatní prvky
1,2
Biogenní prvky (bioprvky) bioprvky) nekovy
S, K, Cl, Na, Mg, Fe, Zn, F, Si, *vzácné plyny celkem 1 %
Toxické prvky a jejich sloučeniny
(Hg, Hg,
)
Br, Cu, I, Se, Mn, Mo, Co, Cr 27
28
Iontové hydridy • sloučeniny vodíku s s1 a s2-prvky
Anorganická chemie
• pevné látky, ↑ Tt • silná redukční činidla
Vybrané prvky, některé jejich vlastnosti a sloučeniny
• reakce s vodou:
H- + H2O → H2(g) + OH29
30
5
Kovalentní hydridy
Kovové hydridy
• sloučeniny vodíku s p1 a p5-prvky • těkavé (kromě H2O)
• sloučeniny vodíku s mnoha d a f-prvky
• reakce s vodou: - hydridy s výrazně polární vazbou (HX, H2O, H2S) HX + H2O → H3O+ + X-
• proměnlivé složení • pevné látky (kovový vzhled) • elektricky vodivé/polovodivé vodivé/polovodivé
- hydridy s méně polární vazbou (NH3, PH3) NH3 + H2O → NH4+ + OH- uhlovodíky nereagují 31
32
Iontové oxidy
Hydridové komplexy
• prvky elektronegativitou < 1,1
• hydridový ligand H-
(kovy alkálií, kovů alkalických zemin, lanthanoidy) lanthanoidy)
• redukční činidla
• netěkavé, krystaly (v mřížce O2- a Mn+ ) [BH4
]-
[AlH4
]-
tetrahydridoboritany
(Li+,
Na+,
Al3+)
tetrahydridohlinitan (Li+)
O2- + H2O → 2 OH-
zásadotvorné 33
Kovalentní oxidy
34
Kovalentní oxidy b) polymerní oxidy
a) molekulové oxidy (nízkomolekulární) • většina nekovů (CO, CO2, P4O10, ...)
(oxidy s atomovou strukturou, vysokomolekulární)
• většina kovů (TiO2, HgO, CrO3, WO3, Al2O3, …)
některé d-prvky s nejvyššími ox. ox. č. (Mn2O7, OsO4)
• některé nekovy (SO3, SeO2) a polokovy (SiO2)
• velmi těkavé, mnohé (g (g) nebo (l (l)
• málo těkavé, často značně tvrdé (SiO2, TiO2)
• zpravidla s vodou → kyseliny = kyselinotvorné kyselinotvorné
• některé zásadotvorné (HgO, CuO)
Neteč Netečné oxidy (CO, (CO, N2O, ClO2) • nereagují nereagují s H2O ani s OH35
• většina z amfoterních oxidů (Cr2O3, ZnO, Al2O3, SnO, PbO, As2O3, Sb2O3)
36
6
Kyselinotvorné oxidy
Zásadotvorné oxidy
• molekulové oxidy (s výjimkou netečných oxidů)
• iontové oxidy
• oxidy kovů s ox. ox. č. > V (Cr, Cr, Mo, Mo, W, Mn) Mn)
• oxidy kovů s ox. ox. č. < IV
• s H2O → kyslí kyslíkaté katé kyseliny
• iontové oxidy s H2O → hydroxidy CaO + H2O → Ca(OH)2
3 NO2(g) + H2O(l) → 2 HNO3(l) + NO(g) 2 NO(g) + O2(g) → 2 NO2(g)
• ve vodě vodě nerozpustné nerozpustné oxidy s H3O+ → soli MgO + 2 HCl → MgCl2 + H2O
• ve vodě vodě nerozpustné nerozpustné oxidy s OH- → soli SiO2 + 2 NaOH → Na2SiO3 + H2O 37
38
Amfoterní oxidy/hydroxidy
d-prvky
• některé kovalentní polymerní oxidy s nízkými ox. č.
• kovy
• reakce s H3O+ ZnO + 2 H3O+ → Zn2+ + 3 H2O Zn(OH)2 + 2 H3O+ → Zn2+ + 4 H2O
• vysoká hustota, Tt, Tv • dobrá vodivost tepla a elektřiny
• reakce s OH-
• mnohé prvky a jejich sloučeniny → katalyzátory
ZnO + 2 OH- + H2O → [Zn(OH)4]2Zn(OH)2 + 2 OH- → [Zn(OH)4]2tetrahydroxozinečnatan 39
40
d-prvky
d-prvky
• chování v magnetickém poli
• různá oxidační čísla ve sloučeninách
diamagnetické kovy (odpuzovány z magn. pole) - spárované všechny valenční e-
• s rostoucím ox. č. se zesilují kyselé vlastnosti prvku
paramagnetické kovy (vtahovány do magn. pole) - nespárované valenční eferomagnetické kovy (zesilují vnější magn. pole a po jeho vymizení samy jsou magnety)
- některé z paramagnetických kovů 41
MnII
mírně zásaditý
MnO
MnIII, MnIV
amfoterní
MnO2
MnVI
slabě kyselý
K2MnO4
MnVII
silně kyselý
Mn2O7 42
7
Apatit
d-prvky
2+
• barevnost iontů
Cr3+ CrO42Cr2O72-
Mn2+ MnO42MnO4-
Fe2+ Fe3+
Ca3(PO4)2
Ca3(PO4)2
Cu+ Cu2+
Ca2+
2 OH-
hydroxy-
CO32-
karbonát-
2 F-
• komplexní sloučeniny
fluoro-
Ca3(PO4)2
[Cu(H2O)4]2+; [Cu(NH3)4]2+ hem (hemoglobin, myoglobin, cytochromy) … Fe vitamin B12 … Co
3 Ca3(PO4)2 . CaX2 43
X- jednomocný anion
Slitiny
44
0 Vypočtěte hmotnostní zlomek zlata ve slitině
• Brozn
Sn + Cu
tvrdý, pevný, dobře slévatelný
• Mosaz
Zn + Cu
dobře se slévá, lisuje
• Pájky
Sn + Pb
pájení kovů
• Zlato
slitina Au + Ag + Cu
18karátového zlata?
ryzí zlato = 24karátové
45
46
Sklo
Tvrdost vody rozpustné soli Ca2+ a Mg2+ (příp. Fe3+)
• Sklo sodnovápenaté (tabulové a lahvové) Na2O.CaO.nSiO2
• Přechodná HCO3-
• Vodní sklo vodný roztok M3HSiO4, M2H2SiO4, MH3SiO4
• Trvalá SO42-
• změkčení vody
kde M = Na, K
např. povařením
např. přídavkem Na2CO3, K2CO3 nebo ionexy (katexy)
Ca2+ 47
+ 2 HCO3 ⎯→ CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g) -
48
8
Čistá voda
Kyseliny halogenovodíkové • silné kyseliny, kromě fluorovodíkové (pKA = 3)
Destilací
Ionexy (měniče iontů)
• kyselina chlorovodíková (solná) – koncentrovaná až 37 % – složka žaludeční šťávy (c ≈ 0,1 mol/l)
• katexy - váží z roztoku kationty a uvolňují H3O+ nebo Na+
• přírodní křemičitany (zeolity)
• anexy
• syntetické pryskyřice
- váží anionty a uvolňují OH-
49
Kyslíkaté kyseliny halogenů
50
Kyselina dusičná HNO3
• s rostoucím ox. ox. číslem oxokyselin/jejich oxokyselin/jejich solí
• konc. (68 %)
– klesá jejich oxidační schopnost
• na světle se rozkládá
– roste jejich síla
4 HNO3 → 4 NO2 + 2 H2O + O2
• oxiduje všechny kovy, (kromě Au, Pt - rozpustné v lučavce královské směs konc. HNO3 a HCl 1:3, v/v)
• bezvodé kyseliny pouze – chloristá HClO4(l) – jodistá HIO4(s)
• Fe, Al a Cr se rozpouští pouze ve zředěné HNO3
– pentahydrogenjodistá H5IO6(s)
(v konc. HNO3 pasivace kovu)
– jodičná HIO3(s) 51
52
Dezinfekční prostředky
Kyselina sírová H2SO4 • oleum, dýmavá sírová kyselina (převládá kyselina disírová)
• chlor (dezinfekce vody) • jod (dezinfekce kůže a sliznic)
• konc. (98,3 %)
– jodová tinktura: I2 + ethanol
– silně hygroskopická s dehydratačními účinky – oxiduje všechny kovy, hlavně za vyšší T (kromě Au, Pt, Pb)
• zředěná
– Lugolův roztok: I2 + KI + H2O
• chlornan sodný – chlorid-chlornan vápenatý (chlorové vápno)
• vodný roztok H2O2 (w = 3 %, dezinfekce kůže)
– reaguje jen s neušlechtilými kovy – ztráta oxidačních vlastností
• velmi zředěný roztok KMnO4 53
54
9
