Anorganická chemie 4 Flashcards
(47 cards)
křemík Si rozšíření, výskyt (oxid. č.), vzhled, struktura
po kyslíku 2. nejrozšířenější prvek zemské kůry, v přírodě jen v kyslíkatých sloučeninách (oxid. č. IV)
modrošedá, lesklá, velmi tvrdá krystalická látka, struktura podobná diamantu
vlastnosti křemíku,
proč ne život založený na křemíku místo na uhlíku?
silná afinita ke kyslíku, polokov, odolný vůči působení vzduchu a vody - vznik vrstvičky SiO2, brání další oxidaci, v čistém stavu nevodivý
na rozdíl od uhlíku malá ochota tvořit řetězce Si-Si, vazba podstatně slabší, Si-H také slabá v porovnání s C-H
výroba čistého křemíku, použití
výroba redukcí křemene koksem, náročná kvůli vysoké afinitě křemíku ke kyslíku
nejdůležitější polovodič, odpor s teplotou klesá, velmi široké použití v elektrotech. průmyslu
co jsou silany, vlastnosti
sloučeniny křemíku s vodíkem, analogické uhlovodíkům, silan SiH4 toxický plyn
nestálé
SiO2 charakteristika, struktura, modifikace
formy výskytu v přírodě výčet
pevná, těžko tavitelná sloučenina
polymerní - každý Si atom připojen ke 4 atomům kyslíku (kyslík ve vrcholech), tetraedr, mnoho různých modifikací, různá vzájemná poloha tetraedrů
křemen, opál, silikagel
použití SiO2, co je kys. křemičitá
výroba skla - SiO2 základní složka sklářských písků, ve směsi dále ještě vápenec CaCO3 a soda Na2CO3 - dodávání potřebných oxidů
kys. křemičité např. H2SiO3, jen ve vodných roztocích, slabé, experimentálně zjištěny pouze 2
křemen popis, rozšíření, co je křišťál a na co se používá?
různé zbarvené odrůdy
nejrozšířenější ve formě písku, žula, pískovec…
větší průzračné krystaly = křišťál, výroba optických přístrojů
různě zbarvené odrůdy - ametyst, růženín, citrín, záhněda
co je opál, vlastnosti, struktura, vznik
hydrát oxidu křemičitého, různý obsah vody, různé barvy
amorfní, vznik v podobě gelu, H2O zapracována do struktury
silikagel co to je, vlastnosti, použití
pórovitá forma SiO2, snadná absorpce vody, pohlcovač vlhkosti, amorfní, průhledný
použití za 1. světové války k adsorpci plynů v plynových maskách
chromatografie, kočičí záchod, potravinářství, filtrace vody
co jsou křemičitany, rozšíření, struktura, od čeho barvy, použití
kyslíkaté sloučeniny křemíku, nejrozšířenější minerály v zemské kůře spolu s křemenem
Si atom většinou obklopen 4 oxidy, anion samotný bezbarvý, barvy od kovových složek
keramika - materiály, kaolín, cihlářská hlína hl. složka křemičitany
cement - pojivo, nejobvyklejší obsah CaO a SiO2, výroba pálení vápence s jílem/pískem
příklady křemičitanů
vodní sklo (Na2SiO3, stavebnictví), slída (široká skupina hlinitokřemičitanů), živce (až 60% zemské kůry, sodnodraselné, sodnovápenaté, sodnobarnaté)
granáty (různé barvy, křehké), olivín ((Mg,Fe)2(SiO4), zelené zbarvení,
mastek, kaolinit
jílovité minerály - široká skupina hydratovaných hlinitokřemičitanů, kaolinit podskupina
co jsou silikony, struktura, vlastnosti
polymery, kostra řetězec střídání atomů Si a O (vazba Si-O ještě silnější než C-O), org. skupiny vázány pouze na volné vazby atomů Si
inertní, stálost v širokém rozmezí teplot, nehořlavost, izolační vlastnosti, odolnost vůči UV záření a prostředí, hydrofobní, adhezivní
použití silikonů
oleje a pasty - termální pasty, elektrotechnika, tepelná vodivost, elektroizolace, lubrikanty (řetězy, zbraně…), medicína (gely atd. vysoká biokompatibilita)
kaučuky - dvousložkové pro výrobu pružných forem, zalévání součástek
kuchyňské náčiní, ploutve, kosmetika, impregnační laky atd.
výskyt kovů v přírodě, které ryzí, které ne
proč je výroba náročná, co jí často předchází?
v přírodě ryzí jen Au, Ag, Pt, (Cu vzácně) - ty nejméně reaktivní
zbylé kovy jen ve sloučeninách
těžba a výroba velmi energeticky náročná, výroba často předcházena separačními postupy, zvýšení obsahu kovu v surovině
3 hlavní postupy výroby kovů výčet
tepelný rozklad
redukce
elektrolýza
pro jaké sloučeniny je vhodný tepelný rozklad?
termicky labilní sloučeniny, nejčastěji oxidy kovů, užití i k čištění řady kovů
např. HgO
3 možnosti výroby kovů redukcí, výčet
redukce uhlíkem
vodíkem
metalotermické reakce
jak probíhá redukce uhlíkem: kde, co redukujeme, čím, příklad
za vysokých teplot (dosažení elektrická pec nebo spalováním koksu)
redukce oxidů kovů koksem (někdy ne přímo uhlíkem, např. CO, poté ale příměsi, nutné odstranit)
např. redukce Fe2O3 ve vysoké peci, výroba železa, některé kovy s uhlíkem karbidy
jak funguje redukce vodíkem, problémy, příklad
žíhání oxidu kovu v trubici, kterou veden vodík
drahé, náročné (vodík s kyslíkem výbušné)
např. redukce WO3
co jsou metalotermické reakce?
specifický typ metalotermických reakcí
redukce oxidu kovu elementárním kovem (redukující kov musí mít samozřejmě nižší redukční potenciál než redukovaný, větší ochota oxidovat se), silně exotermní
aluminotermie - použití elementárního Al k redukci, např. redukce Cr2O3 s Al
elektrolýza pro výrobu kovů
proč? pro jaké kovy vhodné, problém, jak probíhá, příklad
pro některé silně elektropozitivní kovy jediná vhodná metoda
většinou elektrolýza tavenin - energeticky velmi náročná, výroba alkalických kovů, kovů alkalických zemin a hliníku, výchozí látky halogenidy/hydroxidy/oxidy
(také možná roztoků, jiný mechanismus)
např. elektrolýza taveniny NaCl na výrobu čistého Na - x elektrolýza roztoku NaCl!
jaké kovy se zahrnují do přechodných kovů?
d- prvky, d-orbitaly ne zcela zaplněné (12. skupina někdy vyřazována, d-orbital zaplněný)
znaky přechodných kovů, co znamená přechodnost
přechodnost - časté úpravy elektronové konfigurace, např. 1 elektron z orbitalu s do orbitalu d - snížení energie, stabilizace
více různých oxidačních stavů
tvorba komplexních sloučenin (donor-akceptorová vazba), kov centrální atom (akceptor, volný orbital), tyto sloučeniny často barevné
rudy železa včetně vzorců
hematit Fe2O3, magnetit Fe3O4 (FeOxFe2O3), limonit 2Fe2O3 x 3H2O, pyrit FeS2
