Brainscape's Knowledge GenomeTM


Top Flashcards (Certified)
All Flashcards

Anorganska kemija 1 > Vodik > Flashcards

Vodik Flashcards

(94 cards)

Start Studying
1
Q

Koji je najzastupljeniji element u svemiru?

A

Vodik - 75%

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Vodik je koji po zastupljenosti na Zemlji?

A

10.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Kolika je gustoća vodika u plinovitom stanju?

A

0.082g/cm^3 - najmanja gustoća od svih plinova

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Zašto je opasno imati otvoren plamen ako se u okolini nalazi vodik u plinovitom stanju?

A

Zato što vodik pri povišenoj temperaturi eksplozivno reagira s O2, F2, Cl2

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Zašto je vodik stavljen među alkalijske elemente?

A

Zbog karakteristične ns1 elektronske konfiguracije

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Navedi sličnosti vodika i klora (halogenih elemenata)

A

Vodik i klor ne preferiraju otpuštanje elektrona
Imaju sličan radijus aniona

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Zašto klor ima tolko veću duljinu veze od vodika?

A

Zbog odbijanja nepodijeljenih elektronskih parova

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Navedi sličnosti vodika i natrija (alkalijski metali)

A

Elektronski afinitet
Stvaranje kationa
ns1 elektronska konfiguracija

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Kakva je reaktivnost plinovitog vodika?

A

To je inertan plin jer ima relativno veliku energiju veze

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Kada je prvi puta sintetiziran vodik?

A

Početkom 16.st. ga je dobio Paracelsus reakcijom željeza i sumporne kiseline

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Navedi znanstvenike relevantne za otkriće svojstva vodika

A

R. Boyle - 1671.g - vodik gori
H. Cavendish - 1766.g - vodik “stvara vodu”
A. Lavoisier - 1783.g. - ime hydrogen - hydro+gen - voda+stvarati

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Opiši metalni vodik

A

1935.g su Wiegner i Huntington pretpostavili da pri visokim tlakovima vodik postoji kao vodljiva tekućina/krutina
2017. je priređen kruti vodik pri 450-500GPa i 5.5K

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Koji element ima najviše izotopa?

A

Sn - kositar

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Što je izotopski efekt?

A

Razlike u svojstvima nekog elementa koje se zasnivaju na razlikama u masi

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Zašto je izotopski efekt tako jako izražen kod vodika? Navedi jednu posljedicu tog efekta

A

Zato što vodik ima jako malu masu i malen broj protona, neutrona i elektrona te dodavanjem/micanjem neutrona se jako mijenja masa atoma
D2O ima veću gustoću od H2O

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Navedi izotope vodika

A

Procij
Deuterij - 0.014% svih vodika - otkrio H.Vrey 1931.g.
Tricij - t1/2=12,56 god - otkrio Ruterford 1934.g.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Objasni izotopski efekt

A

Izotopski efekt se objašnjava pomoću modela harmoničnkog oscilatora. Kod tog modela postoji pojam energija nulte točke koja za molekule korelira s najnižom energijom pri kojoj postoji veza. Energija nulte točke je obrnuto proporcionalna s reduciranom masom, tj. što je masa veća, to je ta energija niža. Sniženjem energije nulte točke se povećava razlika između najniže energije i energije pri kojoj veza više ne postoji, tj. povećava se energija veze

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Navedi jedan primjer primjene izotopskog efekta

A

Kod određivanja mehanizama reakcija pomoću IR i NMR tehnika se primjenjuje izotopski efekt kod analiziranja C-H/C-D veza

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Što je spinska izomerija kod vodika?

A

Vodik može biti prisutan u orto (paralelni spinovi elektrona-triplet) i para (antiparalelni spinovi elektrona-singlet) oblicima. Para oblik ima nižu energiju jer se dobiva iz orto oblika uz otpuštanje energije. Pri 0K je 100%p oblik, a pri sobnoj temperaturi je 75% o oblik te 25% p oblik.
Udio oblika se može kontrolirati hlađenjem ili korištenjem katalizatora Fe2O3, C ili CrO3

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Navedi jednu posljedicu spinske izomerije vodika

A

Normalno se toplinski kapacitet povećava kako se povećava i temperatura sustava, ali kod vodika se događa situacija u kojoj toplinski kapacitet poprima maksimum i onda se spušta te tek kasnije poprima konstantnu vrijednost

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Koje se vrste pojavljuju kada se vodik izlaže visokom naponu?

A

Spektroskopska istraživanja su dokazala prisutnost više vrsti - H(g), H+(g), H2+(g), H3+(g)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Što je posebno kod H+(g)?

A

H+(g) je jaka Lewisova kiselina i stvara spojeve npr. HeH+

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

Kako nastaje H3+(g) i zašto je poseban?

A

H2(g)->H2+(g)+e-
H2+(g)+H2(g)->H3+(g)+H(g)
H3+ je najjednostavniji primjer trocentrične dvoelektronske veze (3c-2e) - specifično jer se 2e- delokaliziraju preko tri atoma
Najpoznatiji primjer toga je diboran - B2H6

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

Navedi neke reakcije za dobivanje vodika

A
  1. Najpoznatija - metal+kiselina
    Mg/Zn(s)+HCl(konc)->H2(g)+sol
  2. Amfoterni metal + kis/luž
    2Al(s)+2OH-(aq)+6H2O(l)->3H2(g)+2Al(OH)4- (aq)
  3. Si(s)+2OH-(aq)+H2O(l)->SiO3(2-)(aq)+2H2(g)
    4.Cn+n/2 O2(g) -> nCO(g) + m/2 H2O(g)
    5.CH4(g)+H2O(g)->CO(g)+3H2(g) (700-1000°C)
    6.CO(g)+H2O(g)->CO2(g)+H2(g) (360°C)
    4,5,6 - industrijska postrojenja -> potrebno puno vodika
    5,6 - potrebni katalizatori
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
25
Objasni dobivanje vodika elektrolizom
Elektrolizom vode nastaju plinoviti vodik (katoda) i kisik (anoda) - nastaje opasni plin praskavac jer je vodik:kisik=2:1 Pomoću univerzalnog indikatora se može odrediti gdje nastaje vodik a gdje kisik jer tijekom nastajanja H2(g) nastaju OH- ioni i obrnuto za O2(g)
26
Objasni pozitivne i negativne strane korištenja vodika kao goriva
To je najčišće gorivo - produkt je voda Neisplativo je zbog visoke cijene skladištenja vodika i dobivanja tog vodika Pokušavaju se koristiti mehanokemija i metaloorganske mreže (Zn4O(BDC)3) za rješavanje problema dobivanja i skladištenja vodika
27
Koje su vrste hidrida?
Ionski, metalni, prijelazni (metalni) i kovalentni Pravi hidridi su samo spojevi H- s 1. i 2. skupinom, ali se povijesno i kovalentni spojevi s H zovu hidridi
28
Koje su karakteristike H- aniona?
Jako je polarizibilan - ima 2e- na 1p+ -> višak e-, velik radijus i difuzni el. oblak Jaka baza - deprotonizirajuće sredstvo
29
Kako se dobivaju ionski hidridi?
metal(l)+vodik(g) -> MH + energija npr. 2Na(l)+H2(g)->2NaH
30
Kako se može dokazati hidrid?
Elektrolizom taline će se dobiti H2 na anodi (pozitivna anoda privlači negativne ione -> H-)
31
Kako hidridi metala reagiraju u redoks procesima?
Kao reducensi -> s vodom daju H2
32
Kako kristaliziraju hidridi alkalijskih metala?
Kao NaCl - plošno centrirana kubična slagalina
33
Kako kristaliziraju hidridi zemnoalkalijskih metala?
Kao TiO2 (rutil) Ti je okružen s 6H- -> oktaedar+svaki H- je okružen s 3 Ti(4+) -> trigonski
34
Kakvi su ionski/kovalentni karakteri veza kod alkalijskih i zemnoalkalijskih hidrida?
Kod NaH je razlika elektronegativnosti 1.3, a kod MgH2 je 0.9, što znači da zemnoalkalijski imaju veći kovalentni karakter veze
35
Navedi primjere polimernih (ionskih) hidrida
(BeH2)n i (AlH3)n
36
Koje su karakteristike polimernih (ionskih) hidrida
Imaju jači kovalentni karakter zbog veličine Bezbojne krutine (borov hidrid i aluminijev hidrid)
37
Opiši (BeH2)n
Ima tetraedarsku geometriju "Unutarnji" kut između dva vodika je 109°28' Koordinacijski broj je 4
38
Opiši (AlH3)n
Koordinacijski broj - 6 -> veći nego kod berilija jer aluminij ima veći radijusa Veze u polimeru imaju udio kovalentnog karaktera zbog elektronegativnosti atoma
39
O čemu ovise strukture hidrida?
Ovise o tipu veze -> koliki je postotak kovalentni karakter, a koliki ionski karakter
40
Opiši hidride bora
Naziv - borani Elektron deficijentni hidridi Niži borani (manjih broj bora i vodika u molekuli) su reaktivniji -> plinovito stanje Viši borani su stabilniji -> krutine pri sobnoj temperaturi
41
Što znaš o aparaturi za dobivanje borovih hidrida?
1930.g. - A. Stock je koristio aparaturu za dobivanje različitih borana u kojem je koristio inertnu atmosferu dušika jer niži borani reagiraju samozapaljivo na zraku
42
Što znaš o BH3 i B2H6?
BH3 je potvrđen da postoji, ali ga nije moguće izolirati zbog iznimno reaktivne veze B2H6 je najjednostavniji i stabilni hidrid bora -> može se izolirati Jako je reaktivan zbog deficijencije elektrona Lipscomb je dobio Noelovu nagradu 1976.g. zbog objašnjenja strukture i prirode kemijske veze borana
43
Zbog čega je veza u B2H6 posebna?
To je elektron deficijentna veza -> za takvo vezanje je potrebno 16e- (prisutno je 8 veza između 2B i 6H), a prisutno je samo 12e- slobodnih za vezanje te dolazi do nastanka "banana" (3c-2e) veze -> 2e- se delokaliziraju preko 2B i 1H Trocentrična dvoelektronska veza Ht - terminalni vodici Hb - premošćujući vodici Hb-B veza je slabija jer u njoj sudjeluje jedan elektron umjesto dva -> zbog delokalizacije
44
Kako se pravilno kaže LiAlH4?
Litijev tetrahidridoaluminat
45
Napiši reakcije dobivanja diborana
3 LiAlH4(s)+4BF3(g) -> 2B2H6(g)+3LiAlF4(s) 2BF3(g)+6NaH(s)->B2H6(g)+6NaF(s) Kompleksni i alkalijski hidridi su najbolji za dobivanje diborana
46
Što se događa s diboranom na zraku?
Zapali se i raspada na više borane -> BnH(n+6)
47
Koji su osnovni strukturni tipovi borana?
Closo - kavez - [BnH4](2-) Nido - gnijezdo - [BnH(n+4)] Arachno - paučina - [BnH(n+6)]
48
S kojim spojevima reagiraju borani na specifičan način?
nido i arachno borani reagiraju s acetilenom (C2H2) i drugim spojevima ugljika te nastaju karborani nido-B5H9 + C2H2 -> closo-1,5-C2B3H5, closo-1,6-C2B4H6, closo-2,4-C2B5H7
49
Napiši karakteristične reakcije diborana
S kisikom: B2H6(g)+3O2(g)->2B2O3(s)+H2O(g) S vodom:B2H6(g)+6H2O(l)->2H3BO3(aq)+6H2 S alkoholom:B2H6+6ROH(l)->2B(OR)2(s)+6H2
50
Opiši B(OH)3(s)
Borov hidroksid - u čvrstom stanju polimer povezan vodikovim vezama među molekulama B(OH)3 Otapanjem daje bornu kiselinu - H3BO3
51
Kako se dobiva borov triklorid?
Reakcijom diborana i klora B2H6+3Cl2-> 2BCl3 + 3H2
52
Objasni cijepanje diborana tijekom reakcija s amonijakom i trimetilaminom
Amonijak - amonijak je mala molekula te dolazi do asimetričnog cijepanja diborana te se dva amonijaka vežu na jedan atom bora Nastaju [BH4]- i [BH2(NH3)2]+ Trimetilamin - s obzirom na veličinu molekule zbog steričkih smetnji se trimetilamini ne mogu vezati na jedan borov atom pa dolazi do simetričnog cijepanja i nastaju dve molekule BH3N(CH3)3
53
Navedi neke kompleksne hidride
BH4- -> tetrahidridoboratni anion AlH4- -> tetrahidridoaluminatni anion GaH4- -> tetrahidridogalatni anion Kompleksni hidrido anioni
54
Poredaj kompleksne hidrido anione po stabilnosti i objasni poredak
BH4- > AlH4- > GaH4- Veze u ovim anionima su kovalentne, a za nastajanje tih veza je potrebno preklapanje orbitala. S obzirom da je vodik u prvoj periodi, njegova valentna ljuska ima najnižu energiju, a bor, aluminij i galij imaju valentne ljuske s većim energijama. Veze koje nastaju preklapanjem ljusaka s "bližim" energijama su stabilnije pa je BH4- stabilniji zato što je njegova valentna ljuska u drugoj periodi koja je najbliža energiji vodikove valentne ljuske.
55
Objasni razliku i koristi NaBH4 i LiAlH4
NaBH4 je koristan jer se može koristiti kao reducens u vodenom mediju LiAlH4 je jači reducens od NaBH4 ali je opasan jer je jako eksplozivan u vodenom mediju
56
Napiši reakciju nastajanja NaBH4
B(OR)3(s)+4NaH(s)->NaBH4(s)+3NaOR(s)
57
Napiši reakcije nastajanja litijevih soli s kompleksnim hidrido anionima
4LiH(s)+ECl3(s)->LiEH4(s)+3LiCl(s) E= Al ili Ga Li(s) + Al(s) + 2 H2(g) →LiAlH4(s)
58
Zašto je opasno rukovati s LiAlH4 ili LiGaH4?
Jer su piroforni (zapaljuju se u kontaktu s kisikom na sobnoj temperaturi) te eksplodiraju u kontaktu s vodom i oslobađa se H2
59
Opiši raspad LiAlH4 s reakcijama
Događa se u 3 koraka I. 3 LiAlH4(s)→Li3AlH6(s) + 2Al(s) + 3 H2(g) II. Li3AlH6(s)→3LiH(s) + Al(s) + 3/2 H2(g) III. 3 LiH(s) →3 Li(s) + 3/2 H2(g) Kod prijelaza u Li3AlH6 dolazi do promjene K.B. u 6
60
Što je alan?
AlH3 -> prisutan je samo pri niskim temperaturama
61
Kako se mijenjaju hibridizacije kod aluminijevih hidrida?
AlH3 - sp2 LiAlH4 - sp3 Li3AlH6 - d2sp3/sp3d2
62
Opiši strukturu [RuH6]2- iona
Trigonska prizma s 3 dodatna vrha -> u centru je atom renija, a na rubovima su atomi vodika, jos su tri vodika povezana na renij s vezama okomitim na plohe prizme
63
Navedi hidride 14. skupine
Ugljikovodici, silani, germani, stanani i plumbati
64
Napiši reakciju nastajanja silana
Mg2Si(s) + HCl(aq) →SiH4+ ... +... + Si6H14
65
Napiši reakcije raspada silana
Si2H6(g) →H2(g)+ SiH4(g) + viši silani SiH4(g) →Si(s) + 2 H2(g)
66
Jesu li termodinamički stabilniji ugljikovodici ili silani? Zašto?
Ugljikovodici Jer je Si-H veza slabija od C-H veze -> C je manji atom i ima valentnu ljusku niže energije Manja razlika u elektronegativnostima kod C-H, H je elektronegativniji od Si
67
Navedi svojstva silana
Zapale se na zraku Eksplozivno reagiraju s fluorom, klorom i bromom Reagiraju kao reducensi u vodenim otopinama
68
Opiši stabilnost hidrida 14. skupine
Stabilnost se smanjuje u skupini prema dolje
69
Napiši reakciju nastajanja germanijevih i kositrovih hidrida
ECl4(s) + LiAlH4(s)→ EH4(s)+ LiCl(s) + AlCl3(s)
70
Zašto hidridi prvih elemenata 15. i 16. skupine imaju vrlo visoka vrelišta?
Zbog vodikovih veza - najjačih neveznih nekovalentnih interakcija
71
Zašto se vezni kutevi smanjuju niz skupinu ako gledamo hidride 15. i 16. skupine elemenata?
Zato što se s brojem ljuske povećava prostor koji zauzimaju nepodjeljeni elektronski parovi -> smanjuje se kut između dve veze
72
Što je arsin?
AsH3 -> jedan od najjačih anorganskih otrova
73
Kako se dijele metalni hidridi?
Na stehiometrijske i nestehiometrijske (npr. PdH0.7 -> kod težih elemenata d-bloka)
74
Kako nastaju metalni hidridi?
H2 ili H se ugrađuju u metalnu rešetku
75
Opiši metalne hidride
Kao intermetalni spojevi/legure su -> imaju metalna svojstva i obično su dosta stabilni
76
Kako nastaju nestehiometrijski hidridi?
Intersticijski -> atomi vodika se smještaju u oktaedarske šupljine kristalne strukture metala
77
Što predstavlja oznaka H+(aq)?
Bilokoji "protonirani oblik vode" koji se može pojaviti u vodenoj otopini H3O+-oksonijev ion („hidronijev ion”) H5O2+-Zundelov ion (pretpostavljen 1963.) H9O4+-Eigenov ion (pretpostavljen 1954.) itd.
78
Koji je (teorijski) najstabilniji H+(aq) oblik?
H43O21+ (tj. [H3O+(H2O)20] )
79
Kako su dokazani razni oblici H+(aq) iona?
Tako da su izolirane soli sa H5O2+ i H9O4+ ionima
80
Kako se dijele vodikove veze?
Po jačini slabe H-veze dH ~10-50 kJ mol-1 jake H-veze dH ~50-100 kJ mol-1 vrlo jake H-veze dH >100 kJ mol-1 Po "poziciji" Intramolekularne i intermolekularne
81
Kolika je duljina jakih i vrlo jakih vodikovih veza?
Manja od 3 angstrema
82
Kako se mjeri duljina vodikove veze?
Od donora do akceptora (npr. od O do N) NE od vodika do akceptora
83
Koja je najjača nađena vodikova veza?
Između molekula HF2(-) -> d=1,13A To je simetrična vodikova veza
84
Što je simetrična vodikova veza?
Kada je jednaka udaljenost između vodika i donora i vodika i akceptora
85
Kako su povezane molekule HF u tekućem, a kako u čvrstom stanju?
U tekućem stanju je najdominantniji strukturni fragment polimer s 6 HF molekula, a u čvrstom stanju je prisutan polimer u "cik-cak" obliku -> F1-H1...F2 je na jednom pravcu te je drugi takav fragment (F2-H2...F3) pod kutem
86
Zašto su vodikove veze u HCN "ravne"?
Te veze nisu pod kutem zbog hibridizacije (trostruke veze) između C i N
87
Kako vodikova veza utječe na IR spektre?
U vodenim otopinama dolazi do stvaranja vodikovih veza između npr. OH skupina te nastaje širok signal, a u plinovitoj fazi vodikove veze nisu prisutne te je prisutan oštri signal
88
Što su klatrati?
Tvari u kojima „molekula domaćina” ima kavezastu kristalnu strukturu sa šupljinama u kojima su smještene „molekule ili atomi gosta”
89
Koja je razlika između inter i intramolekulske veze?
Intramolekulska veza je ona koja nastaje između atoma u jednoj molekuli, a intermolekulska veza je ona koja nastaje između atoma u različitim molekulama
90
Kako nastaju klatrati?
Molekule domaćina se povezuju intermolekulskim silama te se onda u šupljine uklopljuju molekule/atomi gosta
91
Navedi neke molekule domaćina u klatratima
Urea, ciklodekstrin, hidrokinon, voda/led
92
Koji su primjeri kompleksa domaćin-gost?
Metalni ioni i kruna eteri Oksonijev ion i kruna eter
93
Koji su neki primjeri klatrata s vodom kao domaćinom?
Domaćin/ćelija - 46 H2O Gosti -> Ar, Kr, Xe, Cl2, SO2, CH3Cl Stabilniji klatrati s SO2 nego s Xe Domaćin/ćelija - 136 H2O Gost - CH3Cl - kloroform Domaćin/ćelija -> led Gost - metan -> zarobljen u kristalnoj rešetci leda Stabilan do 18°C 1 CH4 : 5,75 H2O
94
Što su kruna eteri?
Ciklički spojevi koji sadrže više eterskih skupina u sebi (R-O-R) [12]-kruna-4 -> 12 atoma, 4 atoma kisika [18]-kruna-6 -> 18 atoma, 6 atoma kisika

Anorganska kemija 1 (12 decks)

Brainscape helps you reach your goals faster, through stronger study habits.
© 2025 Bold Learning Solutions. Terms and Conditions