Zastoupení prvků v přírodě Vesmír Vesmír: H > D >> He >> Zemská Zemská kůra kůra: až asi k Fe – přímá syntéza prvekzastoupeníprvekzastoupení O 49,5 %Cl0,19 % Si25,8N0,03 Al7,54C0,087 Fe4,70 Ca3,38Cu0,01 % Na2,63Zn0,0100 K2,44 Mg1,95Hg10 –50 H0,88Au10 –70 Ti0,41 Celkem 99,23 % 99,23 %zbývá0,77 %

V O D Í KV O D Í KV O D Í KV O D Í K V O D Í KV O D Í KV O D Í KV O D Í K

V O D Í K H V O D Í K H Výroba: CH 4 + H 2 O  CO + 3 H 2 (  H 205) C 3 H H 2 O  3 CO + 6 H 2. vodní plyn C + H 2 O  2 H 2 + CO CO + H 2 O  H 2 + CO 2 1 H 2 D 3 T 1 H, 2 H (D) 0,0156 % v H, 3 H (T) 1 mol D 2 O b.v. 104 °C Elektrolýza – zpracování NaCl

V O D Í K H V O D Í K H Příprava: Fe + H 2 SO 4  FeSO 4 + H 2 Použití: výroba amoniaku, hydrogenace, hydroformylace –C–C––C–C– NH 3 M CH 3 OH palivo redukce kovů hnojiva, plasty. uskladnitelná energie ztužování margarinů palivové články, raketové palivo C=C N2N2 M+M+ CO H2H2H2H2

Vlastnosti vodíku Redukční vlastnosti Redukční vlastnosti: CuO + H 2  Cu + H 2 O WO 3 + H 2  W + 3 H 2 O PbS + H 2  Pb + H 2 S Zn + H 2 SO 4  Zn 2+ + SO 4 2– + 2 H As 2 O H  2 AsH H 2 O Cr 2 O 7 2– + 14 H  2 Cr H 2 O H 2 + F 2  2 HF (30 K) H 2 + Cl 2  2 HCl H 2 + O 2  2 H 2 O H 2 + N 2  2 NH 3

H y d r i d yH y d r i d yH y d r i d yH y d r i d y H y d r i d yH y d r i d yH y d r i d yH y d r i d y 1) H – 1) Iontové (solné) – H – LiH – CsH, CaH 2 – BaH 2 tavenina:LiH  Li + + H – struktura LiH až CsH je NaCl příprava (výroba)2 M + H 2  2 MH (tlak, tepl. 300 – 700 °C) 2) 2) Kovalentní – molekulové HF – HI, H 2 O – H 2 Te, NH 3 – SbH 3, CH 4, SiH 4, polymerní B 2 H 6

H y d r i d yH y d r i d yH y d r i d yH y d r i d y 3) 3) Hydridy nestechiometrické, intersticiální Ti Zn, Pd, PdH 0,6, ZrH 2, VH vazba – expanse mřížky 130 pm, Paramagnetická susceptibilita klesá s obsahem H. e – +H  H – e – z vodivostního pásu +H  H – 4) 4) Hydridové komplexy 4 H 2 O + MH 4  4 H 2 + M (OH) 3 + H – Katalýza Katalýza

K Y S L Í KK Y S L Í KK Y S L Í KK Y S L Í K K Y S L Í KK Y S L Í KK Y S L Í KK Y S L Í K

K Y S L Í K O K Y S L Í K O 16 O 17 O 18 O 16 O (99,76%), 17 O (0,04%), 18 O (0,2%) 24 2s 2 2p 4 – O 2 MO – paramagnetismus O 2 O 2 – b. v. 90,1 K výroba – frakční destilace vzduchu příprava – rozklad solí, O 2 2 MnO 4 – + 5 H 2 O H +  5 O Mn H 2 O O 2 2 KNO 3  2 KNO 2 + O 2

O Z O N O 3 oxidační vlastnosti ozonu E O H e –  2 H 2 O+ 0,815 V O H e –  O 2 + H 2 O+ 2,2 O KI + H 2 O  I 2 + KOH + O 2 příprava ozonu – tichý elektrický výboj O O – O 149 pm 117° 128 O O O = O 120 pm (218 pm)

Sloučeniny kyslíku oxidyO 2– oxidy – iontové O 2– – kovalentní A = O – O – A – O – – OH hydroxidy, kyseliny: – OH peroxidy (– O – O –) 2–, hyperoxidy (dříve superoxidy) O 2 – ozonidy O 3 –, suboxidy Oxidy Oxidy – zásadité – amfoterní – kyselé neutrální

OXIDY – způsoby přípravy O 2 O 2 P O 2  P 4 O 10 C + O 2  CO 2 O 2 2 C + O 2  2 CO H 2 O C + H 2 O  CO + H 2 H 2 O 3 Fe + 4 H 2 O  Fe 3 O H 2 NaOH CuSO NaOH  Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4  CuO + H 2 O NaOH 2 AgNO NaOH  Ag 2 O + NaNO 3  CaCO 3  CaO + CO 2  Pb(NO 3 ) 2  2 PbO + NO 2 + O 2 O 2 2 CO + O 2  2 CO 2 O 2 2 SO 2 + O 2  2 SO 3

OXIDY – struktura iontových oxidů (1) 1) MO 1) typ MO: iontový poloměr O 2–  140 pm r + / r – = 0,4 – 0,7 ; M = 56 – 98 pm ; NaCl strukturní typ NaCl NaCl CaF 2 2) M 2 O 2) typ M 2 O: Na 2 O CaF 2 antifluoritový CaF 2 3) MO 2 3) typ MO 2 : Th pm, Ce pm CaF 2 struktura CaF 2. TiO 2, VO 2, PbO 2, MnO 2, WO 2 rutil struktura rutil rutil sůl kamenná (NaCl) fluorit (CaF 2 ) rutil (TiO 2 )

OXIDY – struktura iontových oxidů (2) 4) MO 3 4) typ MO 3 : ReO 3, WO 3, stukturní typ oxid rheniový 5) M 2 O 3 5) typ M 2 O 3 :  -Al 2 O 3 nejtěsnější hexagonální uspořádání podíl kovalentní vazby SnO, PbO, SiO 2, B 2 O 3 polymerní oxidy Re O b(b)b(b) a(a)a(a)

Podvojné OXIDY Li 2 TiO 3 Li 2 TiO 3 – NaCl, FeSbO 4 FeSbO 4 – rutil CaTiO 3  CaTiO 3 – perovskit  FeTiO 3 FeTiO 3 – ilmenit – hexagonální, MnTiO 3 CoTiO 3 FeAl 2 O 4  FeAl 2 O 4 – spinel 

Supravodiče Cooperův pár

Supravodiče T c Kritické teploty T c některých supravodičů prvek Tc Tc / KTc Tc / Ksloučenina Tc Tc / KTc Tc / K Zn 0,88 Nb 3 Ge 23,2 Cd 0,56 Nb 3 Sn 18,0 Hg 4,15 LiTiO 4 13,0 Pb 7,19 K 0,4 Ba 0,6 BiO 3 29,8 Nb 9,50 YBa 2 Cu 3 O 7 95,0 Tl 2 Ba 2 Ca 2 Cu 3 O

Cu Ba Y O O Supravodiče YBa 2 Cu 3 O 7 YBa 2 Cu 3 O 7 95 K

Nestechiometrické OXIDY Zn 1+x O Zn 1+x O  E o = 310 kJ/mol  E n = 5 kJ/mol Cu 1–x O Cu 1–x O  E p Zn O Ca vakance Struktura ZrO 2 Struktura ZrO 2 s částečně nahraženými vznik vakancí atomy Zr atomy Ca (vznik vakancí) O2O2O2O2 V – O 2– – 2 e –  O + O + 2 e –  O 2–

Konstrukce sondy pro automobilové výfuky Palivový článek pro spalování vodíku 2 O 2– + 2 H 2  2 H 2 O + 4 e – O e –  2 O 2–

PeroxidyPeroxidy H 2 O 2 H 2 O % b.v. 152,1; b.t. – 0,4 °C 2 H 2 O 2  2 H 2 O + O 2 H = –99 J/mol H 2 O 2  H + + HO 2 – k = 1,5 · 10 –12 H H OO 97° 94°

Peroxidy BaO 2 + H 2 SO 4  BaSO 4 + H 2 O 2 2 HSO 4 –  HO 3 S–O–O–SO 3 H + 2 e – H 2 S 2 O 8 + H 2 O  H 2 SO 5 + H 2 SO 4 H 2 SO 5 + H 2 O  H 2 O 2 + H 2 SO 4

Peroxidy Redox vlastnosti E o E o H 2 O H e –  2 H 2 O1,77 V H 2 O 2 + OH –  H 2 O + HO 2 – HO 2 – + H 2 O + 2 e –  3 OH – 0,87 V O H e –  H 2 O 2 0,68 V Oxidace 2 I – + H 2 O H +  2 H 2 O + I 2 2 Fe 2+ + H 2 O H +  2 Fe H 2 O Redukce 2 KMnO H 2 O H 2 SO 4  K 2 SO MnSO H 2 O + 5 O 2

Sloučeniny kyslíku Peroxidy 2 Na + O 2  Na 2 O 2 Ca, Sr, Ba; Na 2 O 2 · 8 H 2 O Hyperoxidy Hyperoxidy (dříve superoxidy) MO 2 MO 2 KO 2 Peroxokyseliny Peroxokyseliny ;Na 2 P 2 O 7 · n H 2 O 2 K 2 Cr 2 O H 2 O 2 + H 2 SO 4  2 CrO 5 + K 2 SO H 2 O CrO H 2 O + 3 H 2 SO 4  Cr 2 (SO 4 ) H 2 O + 7 O 2

Peroxoanionty koordinace „peroxo“ skupiny Cr 189 pm 141 pm 46° 90° 95°