Triely -13. skupina, III.A, s-prvky

 

   Otázka: Triely -13. skupina, III.A, s-prvky

   Předmět: Chemie

   Přidal(a): natt

 

 

Triely

Kyselinotvorné, amfotermní

dolů roste kov. charakter a stabilita ox. čísla I klesá X Zásadotvorné

• B – polokov
• Al – kov
• Ga – kov
• In – kov
• Tl – kov

Charakteristika

• konf: ns² np¹ (nepřechodné prvky)
• Ox. č: -III, +III
• Vazby: kovalentní
• Vaznost: 3vazné, jednoduché

 

Bor

Výskyt – jen v anorganických sloučeninách

• Borax  (změkčovač vody)

Vlastnosti:

• pevný, tvrdý, černý s kovovým leskem
• málo reaktivní,
• vazby kovalentní – trojvazný/čtyřvazný-diboran B₂H₆ . deficitní vazba = el. delokalizovány)
• Alotropické modifikace: = rovnoměrně rozmístěny
  • Krystalický černý
  • Práškový

Výroba

• elektrolýza boritanů – B₂O₃ + 3Mg → 2B + 3MgO

Použití

• pyrotechnika  – plamen barví zeleně
• výroba kuchyňského a chemického nádobí
• řídící tyče v jaderných reaktorech (ty slouží k regulaci výkonu reaktoru, mají absorpční schopnost, při jejich
• zasunutí do aktivní zóny dojde k zastavení štěpných reakcí)

Sloučeniny

• H₃BO₃  – kys. boritá
  • Málo rozpustná ve vodě
  • Vodný roztok je slabá kyselina s antiseptickými a antibakteriálními účinky
    • borová voda používaná v očním lékařství)
  • Impregnace dřeva proti plísním (fungicid)
  • Konzervant E284 – konzervace kaviáru
• BH₃ – boran
• B₂H₆ – diboran , má deficitní vazby – delokalizované elektrony

 

Hliník

Výskyt

• 3. nejrozšířenější prvek na Zemi
• Hlinitokřemičitany – živce, slídy, součást jílů a hlín
• Korund Al₂O₃   oxid hlinitý
• Bauxit – hydrát oxidu hlinitého – Al₂O₃.nH₂O

Vlastnosti

• Stříbrolesklý, lehký, kujný, tepelně a elektricky vodivý
• Malá elektronegativita – polární kovalentní vazby
• Nepodléhá korozi (potáhne se vrstvou oxidu) – Al₂O₃
• Pasivuje se pouze s konc. dusičnou
• Amfoterní
• RČ – využívají se při získávání některých kovů (Mn, Mo, Cr, V) – z jejich oxidů za vysokých teplot = aluminotermie (silně exotermní): Fe₂O₃+ 2 Al → Al₂O₃ + 2 Fe
• 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂
• 2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H_{2 (Al kyselý -> LEVISOVA KYS. -> centrální atom v komplex sloučeninách)}
• Al + O₂ → Al₂O₃  – hoří svítivým plamenem

Výroba

• elektrolýza Al₂O₃
  • K:    Al^III —–> Al⁰
  • A:   O^-II ——> O⁰

Příprava

• 2Na[Al(OH)₄] + CO₂  → Na₂CO₃ + 2Al(OH)₃ + H₂O

Použití

• Slitiny (dural – Al + Mg + Cu)
• Nádobí
• Alobal
• Lisování lehkých hliníkových profilů
• Záznamové médium v kompaktních discích (CD)
• vodič elektrického proudu nahrazuje Cu

Sloučeniny

• korund, oxid hlinitý

Reakce

• Al + 6HNO₃ → pasivace
• Al + HCl → AlCl₃ + H₂
• Al(OH)₃ + NaOH → Na[Al(OH)₄]
• Al(OH)₃ + H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + H₂O

 

S-prvky

• RČ– v Beketovově řadě stojí vlevo -> začíná Li  (RČ)   Na⁰ ——> Na^I   => RČ -> neušlechtilé kovy
• Nízká IE, velký atomový poloměr, snadno uvolňují valenční elektrony (draslík je reaktivnější než sodík)
• Kovová vazba – vznik elektronového mraku v krystalové mřížce, delokalizované elektrony jsou příčinou vodivosti kovů
  • kov je kovem, když počet val.el < číslu periody

• Iontová vazba – vzniká aniont a kationt (X < 1,7) Na⁺   Cl^–   _{(elektrostatické síly)}   nejvzdálenější prvky
• Hygroskopické – uchovávají se pod vrstvou petroleje
• Barvení plamene
  • Sr, Ca – karmínově červená
  • Na – žlutá
  • K- fialová
  • Ba – zelená

• Zásadotvorné oxidy – silné hydroxidy

 

I.A  – alkalické kovy

• El.konf: s¹
• Ox. č.: I

Výskyt

• Halit – NaCl
• Sylvín – KCl izomorfie  – plamenová zkouška
• Glauberova sůl – Na₂SO₄ . 10 H₂O
• Chilský ledek – NaNO₃
• Draselný ledek – KNO₃

 

1) Na + O₂ → Na₂O₂ (peroxidy)

2) 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

3) Na₂O + H₂O → NaOH

4) Na₂O_{2 peroxid}→ Na₂O + O₂

5) NaH + H₂O → NaH + H₂

6) Na₂O + CO₂ → Na₂CO_{3 soda}

7) 2Na₂O₂ + 2H₂O →  4NaOH + O₂

8) Na + HCl → NaCl + H₂

 

Vlastnosti

• Měkké, stříbrolesklé, neušlechtilé s malou hustotou
• Reaktivní, RČ – na vzduchu se snadno oxidují
• Vedou teplo a elektřinu
• iontové vazby – kvůli nízké elektronegativitě

Výroba

• Elektrolýza taveniny NaCl -> Na⁰  _red  K,       Cl_{2    ox}   A
  • solanky _{(nasycený roztok NaCl)} H₂ + Cl₂ + NaOH

• Výroba sody Solvayovým způsobem
  • NaCl + NH₃ + CO₂ + H₂O → NaHCO₃ + NH₄Cl
  • 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O
  • 2NH₄Cl + Ca(OH)₂ → CaCl₂ + 2NH₃ + 2H₂O

Použití

• Li – lithiové bakterie, akumulátory
• Na – v jaderné energetice pro odvod tepla
• Rb, Cs – nízký ionizační potenciál využit k výrobě fotočlánků, které mění světelnou energii na elektrickou

Sloučeniny

• Peroxidy – bělící účinky, hořením sodíku vzniká peroxid, hořením ostatních vznikají hyperoxidy (o.č.−1/2)
• Halogenidy – NaCl, potravinářství, KCl součást draselných hnojiv
• Hydroxidy – snadno rozpustné ve vodě, hygroskopické, leptavé, agresivní, silně korozivní
• Uhličitany, hydrogenuhličitany – rozpustné ve vodě, uhličitan sodný se vyrábí Solvayovou metodou
• Dusičnany – rozpustné ve vodě, při vyšších teplotách se rozkládají na dusitany, ledky

 

II.A – beryllium, hořčík a kovy alkalických zemin

• El.konf: s²
• Ox. č.: II

Výskyt

• Dolomit – CaMg(CO₃)₂ (uhličitan vápenato-hořečnatý)
• Magnezit – MgCO₃
• Vápenec – CaCO₃
• Sádrovec – CaSO₄ . 2H₂O
• Kazivec – CaF₂

Vlastnosti

• Stříbrolesklé, tvrdší, méně reaktivní, vyšší hustota než alkalické kovy
• Kovalentní, iontové vazby
• Beryllium a hořčík se svými vlastnostmi liší
  • Berylium je tvrdé (rýpe do skla), ale křehké (za normální teploty) a poměrně těžce tavitelné, za červeného žáru je tažné, špatně vede elektrický proud a teplo
  • Hořčík je svými vlastnostmi jakýsi přechod mezi beryliem a kovy alkalických zemin, je to středně tvrdý, lehký, tažný kov, těžší než voda, vede hůře elektrický proud a teplo

Výroba

• elektrolýza tavenin chloridů  MgCl₂ ->  Mg⁰ + Cl₂⁰

Použití

• Slitiny – Be – beryliový bronz

Reakce

• CaCO₃ → CaO + CO₂         vznik páleného vápna
• CaO + H₂O → Ca(OH)₂        hašené vápno
• Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O tvrdnutí malty
• CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂    krápníky, <—– přechodná tvrdost vody

Karbidy

• vznikají přímou syntézou prvků za vyšších teplot, iontové sloučeniny
• CaC₂ – karbid vápenatý (acetylid  vápenatý), karbidové lampy

Tvrdost vody

• Přechodná – Ca(HCO₃), Mg(HCO₃)
• Trvalá – CaSO₄

Sádra

• CaSO₄ . 1/2H₂O  sádrokarton, sádrové obvazy, modely zubů

 

1. Mg + O₂ → MgO

2. Ca + HCl → CaCl₂ + H₂

3. CaCO₃ → (pálení vápna)

4. Hašení vápna:

5. Tuhnutí malty:

6. Ca(HCO₃)₂ ↔ CaCO₃ + CO₂ + H₂O (co vše vyjadřuje reakce přímá a co zpětná?)

7. Ca + H₂O → Ca(OH)₂

8. CaH₂ + H₂O → Ca(OH)₂ + H₂

9. BaO + H₂O → Ba(OH)₂

10. BaO₂ → BaO + O₂