Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Beryllium Hořčík Vápník Stroncium Baryum Radium. Beryllium · 1798 L. Vauquelin, Beryl Be 3 Al 2 Si 6 O 18, Glucina · 1821 F.Wöhler, A.Bussy: BeCl 2 +

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Beryllium Hořčík Vápník Stroncium Baryum Radium. Beryllium · 1798 L. Vauquelin, Beryl Be 3 Al 2 Si 6 O 18, Glucina · 1821 F.Wöhler, A.Bussy: BeCl 2 +"— Transkript prezentace:

1 Beryllium Hořčík Vápník Stroncium Baryum Radium

2 Beryllium · 1798 L. Vauquelin, Beryl Be 3 Al 2 Si 6 O 18, Glucina · 1821 F.Wöhler, A.Bussy: BeCl 2 + K → Be + 2 KCl Hořčík · Magnesia litos – mastek, magnesia alba x magnesia nigra · 1808 H. Davy elektrolyticky z amalgamu Vápník · calx, calcis – vápno · 1808 H. Davy elektrolyticky Historie

3 Stroncium · 1790 A. Crawford, minerál Strontianit · 1808 H. Davy elektrolyticky Baryum · 1602 Lapis solaris (Bologna) · 1774 C.W.Schlee, J.G.Gahn - baryt BaSO 4 (těživec) · 1808 H. Davy elektrolyticky Radium · 1910 M. Curie, A Debierne (radius – paprsek) Historie

4 Vlastnosti prvků BeMgCaSrBaRa Atomové číslo Počet přírodních izotopů1 (+*)36474* Molekulová hmotnost9,012224,30540,07887,62137,33[226] Elektronová konfigurace[He] 2s 2 [Ne] 2s 2 [Ar] 2s 2 [Kr] 2s 2 [Xe] 2s 2 [Rn] 2s 2 Ionizační energie /kJ mol ,2737,5589,6549,2502,7509,1 Elektronegativita (Pauling) 1,571,311,000,950,890,9 Kovový poloměr /pm Iontový poloměr /pm(27) E° /V M 2+ (aq) + 2e - → M(s) -1,85-2,37-2,87-2,89-2,91-2,92 Teplota tání /°C (700) Teplota varu /°C~ (1850)(1700) Hustota (při 20°C) /g·cm -1 1,851,741,552,633,625,5

5 Reaktivita prvků

6 Be· stabilní i vlhký, pasivace vrstvou BeO · při zvýšené teplotě – 600 °C BeO, Be 3 N 2, BeX 2 až 1200°C BeS, 1700°C Be 2 C · kyseliny – rozpouští HCl, H 2 SO 4, HNO 3 · báze – uvolňování H 2, vznik Be(OH) 4 2- · výroba z pražením berylu s Na 2 SiF 6 a následnou redukcí BeF 2 hořčíkem či elektrolyticky BeF 2 + Mg → Be + MgF 2 NH 4 HF 2 + Be → (NH 4 ) 2 BeF 4 + H 2 (g) (NH 4 ) 2 BeF 4 → BeF 2 (s)+ NH 4 F (subl) Využívané vlastnosti - lehké, tepelně odolné, nemagnetické slitiny (bronzy s Cu) - mimořádná propustnost neutronů a RTG záření - dobrá vodivost zvuku - 10 Be – kosmogenní, poločas rozpadu 1,36 · 10 6 let Kovové Beryllium

7 Mg · reaktivnější, pasivace MgO · vlhký reaguje s halogenidy · hoření na vzduchu MgO + Mg 3 N 2 · pro zahřání reaguje s většinou nekovů (i MgH2) · s alkoholy Mg(OEt)2, s halogen-alkyly Grignardova činidla RMgX · výroba elektrolýzou z mořské vody MgCl2 + KCl nebo redukce ferrosiliciem 2( MgO ·CaO) + FeSi → 2 Mg + Ca 2 SiO 4 + Fe Využívané vlastnosti - mimořádně lehký konstrukční kov, dobrá obrabitelnost, - poměrně dostupný – levný materiál - dural (Mg+ Mn + Cu) - redukční činidlo v metalurgii Kovový Hořčík

8 Ca, Sr, Ba · na vzduchu nestálé · ve formě kovu nemají praktické využití · stabilnější hydroxidy · při hoření vedle oxidů MO vznikají též peroxidy M II O2 · výroba kovových – elektrolyticky, či redukce oxidů Al Potenciální využití · redukční činidla (čištění oceli kovovým Ca) · odplyňování Kovy alkalických zemin

9 Ve sloučeninách pouze dvojmocenství · elektronová konfigurace ns 2 → ns 0 · trojmocentství – vysoké energie ionizace třetího stupně (pro Be kJmol -1 ) · jednomocenství – z termodynamických výpočtů vychází nutnost disproporcionace hypotetických sloučenin elektrolýza Na 2 SO 4 (aq) Mg-elektroami Mg 1,4+ (aq) + 0,6 H 2 O → Mg 2+ (aq) + 0,6 OH - (aq) +0,3 H 2 (g) Nárůst iontového charakteru (Be – kovalentní, Ca – polární) Sloučeniny (fluoridy, uhličitany, sírany)většinou méně rozpustné než sl. I.A skupiny (mřížkové energie) Sloučeniny

10 BeH 2 - vysoce polymerní - třístředová dvojelektronová vazba BeCl LiBH 4 → BeB 2 H LiCl BeB 2 H PPh 3 → 2 PH 3 PBH 3 + BeH 2 BeB 2 H 8 + 2HCl → BeCl 2 + B 2 H H 2 Halogenidy BeX 2 - nelze připravovat v roztoku, vzniká [Be(H 2 O) 4 ]X 2, které dehydratací hydrolyzuje (NH 4 ) 2 BeF 4 → BeF NH 4 F BeO + C + Cl 2 → BeCl 2 + CO Be (BeC) + Cl 2 → BeCl 2 BeF 2 – strukturně analogické ke křemennému sklu SiO2 BeCl 2 – vysoce polymerní struktura BeCl Et 2 O → [BeCl 2 (Et 2 O) 2 ] (slabé ligandy) BeCl 2 + H 2 O (NH 3 ) → [Be(H 2 O) 4 ]Cl 2 plyná fáze BeCl 2 - můstkový dimer, 900°C lineární monomer Hydridy a halogenidy Be

11 Fluoridy MF 2 - s velikostí iontu roste koordinační číslo Be 4 Mg 6 Ca, Sr, Ba 8 CaF 2 – fluorit (kazivec) - málo rozpustné látky s vysokým bodem tání Chloridy MCl 2 - nižší bod tání, vlhnou a tvoří hydráty - průmyslově důležité MgCl2 a CaCl2 CaCl2 eutektikum 30% vodný roztok, b.t. -55 °C - chladící zařízení, postřik chodníků, betonové směsi Halogenidy

12 Bromidy, jodidy - snižování bodů tání, roste rozpustnost ve vodě a pol. org. rozp. (krystalické solváty – MgBr 2 ∙ 6 ROH ) SrI 2 – koordinační číslo 7

13 Halogenhydridy Soli alkalických zemin MHX tavení (900 °C) MH 2 + MX 2 → 2 MHX (směs) čistý postup s aktivovaným hydridem MgR 2 + LiAlH 4 → MgH 2 + LiAlH 2 R 2 MgH 2 + MgX 2 + thf → [HMgX(thf) 2 ] struktura s třístředovou vazbou

14 Oxidy  Výroba: kalcinace uhličitanů CaCO 3 → CaO + CO 2 dehydratace hydroxidů Mg(OH) 2 → MgO + H 2 O  Velmi vysoké teploty tání BeO 2500 °C /struktura wurzit (Zn,Fe)S, MgO 2800 °C, CaO 2600 °C, SrO 2400 °C, BaO 1900 °C /struktura NaCl  jemně rozptýlené částice (oxidů těžších prvků) reagují opět s H 2 O či CO 2  BeO – elektrický izolátor, vodič tepla  MgO – žáruvzdorné materiály  SrO – absorpce RTG záření – součást skel obrazovek  BaO – fluorescenční lampy

15 CaO – oxid vápenatý, vápenec  po H 2 SO 4 druhá nejšířeji používaná průmyslová chemikálie  stavebnictví CaCO 3 → CaO → Ca(OH) 2 → CaCO 3  výroba oceli - struskotvorná látka (P,S,Si,Mn) (75 kg na tunu oceli)  výroba Mg (Ferrosiliciový proces) 2 (CaO.MgO) + Si/Fe → 2 Mg + Ca 2 SiO 4 /Fe  úprava pitné vody, měkčení vody  výroba karbidu vápníku, resp. acetylenu  sklářský průmysl (běžné sklo 12% CaO)  Insekticidy, herbicidy Ca(AsO 3 ) 2 či Bordeaux směs Ca(OH) 2 +CuSO 4  Papírenský průmysl  Potravinářský průmysl (mléko, cukr)

16 Peroxidy – známy u všech, krom beryllia stabilita vzrůstá s elektropozitivitou a velikostí iontu Ba + O 2 → Ba(O 2 ) 2 (500 °C) CaO 2, SrO 2 a BaO 2 – struktura CaC 2 CaO 2 (s) + H 2 SO 4 (aq)→ CaSO 4 (s) + H 2 O 2 (aq) Ca(O 2 ) 2 (s) + H 2 O 2 (aq) → CaSO 4 (s) + H 2 O 2 (aq) + O 2 (g) oxidační a bělící činidla Ozonidy – pouze Ca(O 3 ) 2 a Ba(O 3 ) 2 Peroxidy MO 2, superoxidy M(O 2 ) 2

17 Be(OH) 2 – amfoterní, hydrolyzuje, k.č. 4 Be(OH) 2 → komplexní izopolyanionty → jednojaderný hydroxokomplex [Be(OH) 4 ]2- (analogický Al(OH) 3 či Zn(OH) 2 ) Mg(OH) 2 – slabá zásada, k.č. 6 Ca(OH) 2 - vápenné mléko, k.č. 6 Sr(OH) 2 – k.č. 7 Ba(OH) 2 – silná zásada podobná alkalickým hydroxidům Hydroxidy

18 Většinou nerozpustné, či málo rozpustné sloučeniny - SO 4 2-, CO 3 2- geochemický význam CaCO 3 – vápenec, aragonit CaSO 4 – anhydrit, sádrovec - alabastr (·2H 2 O) CaCO 3 ·MgCO 3 - dolomit Soli oxokyselin

19 M 2+ Malý ion, velký náboj – velká deformace okolních aniontů Koordinační číslo ~ velikost iontu Be … téměř výhradně 4 Mg… 4-6 Ca, Sr, Ba … 6-12 Be [OBe 4 (RCO 2 ) 6 ] R= H, Me, Et, Pr zásadité oxid-karboxyláty BeO + CH 3 COOH nebo CH 3 COCl → [OBe 4 (CH 3 CO 2 ) 6 ] /reflux/ BeCl 2 + N 2 O 4 → [Be(NO 3 ) 2 ·2N 2 O 4 ](s) → (50 °C) Be(NO 3 ) 2 → → (125 °C) [OBe 4 (NO 3 ) 6 ] Komplexy s halogeny, kyslíkatými sl. (oxaláty, alkoxidy, diketonáty…), ftalocyanin (N) Mg a další Méně halogenových komplexů typu [MX 4 ] 2- :[NEt 4 ] 2 [MgCl 4 ] (těžší prvky než Mg již netvoří) Kyslíkové cheláty : Polyfosforečnany, EDTA – analytická chemie, odstraňování tvrdosti vody (Ca 2+ ), Chlorofyly – modifikované porfyrinové komplexy Mg 2+ Koordinační sloučeniny

20 Elektropozitivnější charakter Ca, Sr, Ba – velmi reaktivní z hlediska o.k. chemie nedůležité Bedialkyly Be Cl 2 + LiR → BeR 2 ·Et 2 O + 2 LiCl BeCl MeMgCl → BeMe 2 ·Et 2 O + MgCl 2 Be + HgMe 2 → BeMe 2 + Hg (struktura – můstkový Me – k.č. C = 5) alkoxidy 4 BeMe BuOH → (MeBeOBu) 4 heterokuban [Be(η 5 -C 5 H 5 )Y] Y = H, Cl, Br, -CΞCH, η 1 -C 5 H 5 (α = 30 °) Mg dialkyly Grignardova činidla RMgX RX + Mg → RMgX Organokovové sloučeniny


Stáhnout ppt "Beryllium Hořčík Vápník Stroncium Baryum Radium. Beryllium · 1798 L. Vauquelin, Beryl Be 3 Al 2 Si 6 O 18, Glucina · 1821 F.Wöhler, A.Bussy: BeCl 2 +"

Podobné prezentace


Reklamy Google