Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Polokovy. Vlastnosti polokovů „metaloidy“ Prvky s vlastnostmi na rozhraní kovů a nekovů B, Si, As, Te PrvekKovové vlastnostiNekovové vlastnosti Bor.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Polokovy. Vlastnosti polokovů „metaloidy“ Prvky s vlastnostmi na rozhraní kovů a nekovů B, Si, As, Te PrvekKovové vlastnostiNekovové vlastnosti Bor."— Transkript prezentace:

1 Polokovy

2

3 Vlastnosti polokovů „metaloidy“ Prvky s vlastnostmi na rozhraní kovů a nekovů B, Si, As, Te PrvekKovové vlastnostiNekovové vlastnosti Bor (B)Elektropositivní ve sloučeninách s nekovy – B 4 N, BN, BCl 3 Nevodič Elektronegativní ve sloučeninách s kovy – TiB 2 Křemík (Si)Lesklý Elektropositivní ve sloučeninách s nekovy – SiC, Si 3 N 4, SiCl 4 Elektronegativní ve sloučeninách s kovy – Mg 2 Si, Ni 2 Si Arsen (As)Kovový vzhled Vodič Elektronegativní ve sloučeninách s kovy – Ca 3 As 2 Tellur (Te)LesklýElektronegativní ve sloučeninách s kovy – Cu 2 Te, Al 2 Te 3

4 Bor Vyráběn v malých množstvích Spíše theoretické studie Elementární bor – molekuly B 12 Výroba: B 2 O 3 + 3Mg → 2B + 3MgO 2BBr 3 + 3H 2 → 2B + 6HBr (velmi čistý bor) Využití: – Přísada do borosilikátového skla – Keramika – y, glasury – Řídící tyče v reaktorech – Pyrotechnika

5 Sloučeniny boru Borany – Boran – BH 3 Samostatný neexistuje Možná příprava pouze ve „stabilisovaném“ stavu – navázaný na nosičovou molekulu, např. BH 3.ether – Diboran – B 2 H 6 Třístředová dvouelektronová vazba

6 Sloučeniny boru Oxid boritý – B 2 O 3 – Nízká teplota tání – 450 °C – Použití ve sklářství Nitrid boritý – BN – Velmi stálý a nereaktivní – Tvrdost blízká diamantu – Strukturu podobná grafitu – Kovoobráběcí nástroje Kyselina boritá – H 3 BO 3 – Slabá kyselina – Použití v očním lékařství jako borová voda Borax - Na 2 [B 4 O 5 (OH) 4 ].8H 2 O – Universální tavidlo – Ochrana proti oxodaci – Metalurgie

7 Křemík Lesklý Polovodič Struktura molekula shodná s diamantem Výroba: – Redukce oxidu křemičitého koksem za vysokých teplot (nad 2000 °C): Výroba extrémně čistého křemíku: – 1. krok: nebo a destilace – 2. krok: – 3. krok: Methoda zonálního tavení

8 Methoda zonálního tavení Tyč čistého křemíku (průměr cca 20 cm) v trubici s inertním plynem protahována vysokoteplotní zónou (indukční ohřev) Nečistoty se hromadí v roztaveném Si Po ukončení procesu uříznuta část s nahromaděnými nečistotami

9 Výroba monokrystalického Si pro polovodiče Methoda tažení z kelímku Na tyč se uchytí zárodek monokrystalu křemíku a ponoří se do kelímku s roztaveným křemíkem Tyč se pomalu za protichůdného otočného pohybu kelímku a tyče s monokrystalem vytahuje Monokrystal křemíku přenáší svoji strukturu Produktem tyč o délce až 1 m s průměrem až 100 mm, na koncích zúžená. Z monokrystalu se nařežou tenké asi 0,5 až 1 mm tlusté plátky Typ vodivostí (P nebo N) se zajišťuje v plynné či kapalné fázi dotováním atomy s větším (As), nebo menším (B) počtem e -

10 Použití křemíku Integrované obvody (čipy) Příměsové polovodiče Výroba skla (sloučeniny, ne elementární)

11 Polovodiče – vodivostní pás a druhy vodivosti Polovodič – látka vedoucí el. Proud jen za některých podmínek (vysoká teplota, tlak, etc.) Základ polovodivosti i vodivosti – usnadněný přestup elektronů do vodivostního pásu (vlastně antivazebný orbital) Různé typy vodivosti zajišťovány dotováním – přimícháváním atomů jiných prvků Vodivost N – přimíchání atomu s vyšším počtem elektronů → přebytek elektronů ve struktuře (N = negativní) Vodivost P – přimíchání atomu s menším počtem elektronů → vznik vodivostních děr – nedostatek elektronů ve struktuře (P = positivní) Vodivost typu PVodivost typu N

12 Sloučeniny křemíku Silany – Nestabilní sloučeniny (malá energie vazby Si – Si a Si – H) Monosilan (silan) – SiH 4 Analog methanu – Využití silanů – polovodičové vrstvy Si (např. sluneční materie) Oxid křemičitý – SiO 2 – Součást skla a keramiky – Polymerní struktura (vzájemně propojené tetraedry SiO 4 ) – Křemen – nejběžnější forma SiO 2 Součást žuly, pískovce, křemenný písek Příměsi zbarvují (ametyst, etc.)

13 Využití oxidu křemičitého Křemenné sklo – Vzniká roztavením křemene a zpětným ochlazením – Křehké – Méně tepelně roztažné – slabší pnutí při ochlazení, nepraská – Hůře tvarovatelné – Drahé Optická vlákna – Optické vlnovody – Výroba potřebného SiO 2 : – Přenos informací pomocí světla Silikagel – Příprava: – Stacionární fáze pro chromatografii – Sušidlo (vlhkost lze detekovat CoCl 2 ): modrýrůžový

14 Křemičitany a jejich využití Hlíny, jíly, břidlice Deriváty kyseliny křemičité Výroba silikátových materiálů (sklo, keramika, maltoviny)

15 Kaolín a keramika Kaolín: hornina složená z kaolinitu (Al 2 O 3.SiO 2.2H 2 O), křemene (SiO 2 ) a živců (např. ortoklas – KAlSi 3 O 8 ) – výroba porcelánu Vypalování keramiky – proces vedoucí ke ztrátě vody a propojení jednotlivých složek (přímo, nebo prostřednictvím pojiv) Keramické materiály – Složení: SiO 2, Al 2 O 3 a oxidy dalších prvků – Odolné v běžných podmínkách – Špatné vodiče tepla a el. proudu – Mechanicky křehké – Cihlářské výrobky, obkladové materiály, zdravotní keramika, kameninové výrobky, porcelán, žáruvzdorné materiály (šamot, dinas), tepelně isolační materiály (expandovaný perlit)

16 Sklo Nekrystalické, amorfní směsi oxidů o složení cca 6 SiO 2.Na 2 O.CaO Výroba: tavení sklářského písku (SiO 2 ), vápence (CaCO 3 ) a sody (Na 2 CO 3 ) Lahvové sklo – nalití taveniny do formy Tabulové sklo – nalití taveniny na rovný povrch – roztavený cín, rtuť Sklo = podchlazená tavenina Závislosti závislé na složení skloviny Přídatné látky: – B 2 O 3 – zlepšuje odolnost vůči změnám teploty – PbO – zvyšuje index lomu a lesk – Cr 2 O 3 – zelené zbarvení – AgCl – fotochromické sklo (= tmavne a světlá v závislosti na intensitě osvitu) Sklo je napadáno alkalickými roztoky i vařící vodou!

17 Maltoviny Užití ve stavebnictví = pojiva Ca(OH) 2, sádra (CaSO 4.1/2H 2 O), cement Přírodní zdroje, nebo průmyslové odpady (struska – CaSiO 3, odsiřování – sádra) Cement – Křemičitany a hlinitokřemičitany vápenaté – Suroviny – vápenec, jíly, břidlice – Výroba: Rozemletí Vypálení na 1300 – 1400 °C Mletí a úprava složení Po ztuhnutí cementové směsi = beton – nová křemičitanová struktura

18 Zeolity Hlinitokřemičitany Porésní struktura tvořena tetraedry [SiO 4 ] a [AlO 4 ] Do pórů možno vázat kationty, nebo i celé molekuly Použití: – Změkčování vody (vyvazují Ca 2+ ) – Molekulová síta (vyvazují ne/žádané molekuly, např. H 2 O) – Katalysatory (mají v pórech navázány katalyticky aktivní částice, nebo i sami působí jako katalysatory)


Stáhnout ppt "Polokovy. Vlastnosti polokovů „metaloidy“ Prvky s vlastnostmi na rozhraní kovů a nekovů B, Si, As, Te PrvekKovové vlastnostiNekovové vlastnosti Bor."

Podobné prezentace


Reklamy Google