Φυσικές και Χημικές Ιδιότητες των Στοιχείων. Εισαγωγική Χημεία

Transcript

1 Φυσικές και Χημικές Ιδιότητες των Στοιχείων Εισαγωγική Χημεία

2 Αντιδράσεις μετάλλων αλκαλικών γαιών Εισαγωγική Χημεία

3 Βόριο (B), Aλουμίνιο (Al), Γάλλιο (Ga), Ίνδιο (In), και Θάλιο (Tl). Ομάδα III Οικογένεια Βορίου B μεταλλοειδές Al, Ga, In και Tl μέταλλα B πύραυλοι και φωτοβολίδες Al από κονσέρβες ως αεροπλάνα. Ga & In Καθρέφτες Tl Φωτοκύτταρα

4 Ιδιότητες στοιχείων της ομάδας του Βορίου, ΙΙΙΑ Παρασκευές Εισαγωγική Χημεία

5 Χαρακτηριστικές αντιδράσεις στοιχείων ομάδας Βορίου Επαμφοτερίζουσα συμπεριφορά Όξινο διάλυμα Βασικό διάλυμα Εισαγωγική Χημεία

6 Άνθρακας (C), Πυρίτιο (Si), Γερμάνιο (Ge), Κασσίτερος (Sn), και Μόλυβδος (Pb). Η ΠΑΡΑΞΕΝΗ ΟΜΑΔΑ! Ομάδα IV Οικογένεια άνθρακα C και Si αμέταλλα Si και Ge μεταλλοειδή Sn και Pb μέταλλα Πολύ σημαντικά για: Ανθρακας: τη ζωή Si & Ge για τους Η/Υ Pb για την δέσμευση επικίνδυνων ακτινοβολιών (ακτινοδιαγνωστική)

7

8 Άζωτο (N), Φωσφόρος(P), Αρσενικό (As), Αντιμόνιο (Sb), και Βισμούθιο (Bi). N και P αμέταλλα As, Sb και Bi Μεταλλοειδή Ομάδα V Πνικτογόνα Οικογένεια αζώτου Σχηματίζουν σταθερές ενώσεις NH 3 πολύ βασικό αντιδραστήριο P Λιπάσματα As χρησιμοποιείται στην κατασκευή lasers Sb για πυρίμαχα υλικά. Bi στα καλλυντικά (BiClO )

9 Οξυγόνο (O), Θείο (S), Σελήνιο (Se), Τελλούριο (Te), Πολώνιο (Po). Δραστικά O καιs αμέταλλα Se, Te, και Po μέταλλα Χαλκογενίδες Ομάδα VI Οικογένεια Οξυγόνου Βρίσκονται σε ορυκτά Πυρίτης (FeS2) O αναπνοή, καύσιμο πυραύλων. H 2 SO 4 Μεγαλύτερη παραγωγή χημικού προϊόντος παγκοσμίως. Se στα φωτοτυπικά Te σε χρωματιστά γυαλιά Po πηγή ενέργειας για δορυφόρους Χαλκογενίδες; παράγοντες σχηματισμού ορυκτών

10

11 Φθόριο (F), Χλώριο (Cl), Βρώμιο (Br), Ιώδιο (I), Αστάτιο (At). Πολύ δραστικά F 2 & Cl 2 αέρια Br 2 υγρό I 2 and At 2 στερεά Ομάδα VII Αλογόνα F στα κλιματιστικά. Cl ασφάλεια πόσιμου νερού. Br ιατρική και βαφές KI απολυμαντικό At καμμία Ασταθές, ραδιενεργό. Ονοματολογία:.Προκαλούν τον σχηματισμό άλατος

12 Ιδιότητες των αλογόνων A.-J. Balard Νεκρά θάλασσα 5000 ppm Br- Oklahoma, Michigan 100 ppm

13 Αντιδράσεις των αλογόνων XY 3, XY 5, XY 7 ClF 3, BrF 5, IF 7

14 Ήλιον (He), Νέον (Ne), Aργό(Ar), Kρυπτό (Kr), Ξένο(Xe), Ραδόνιο (Rn). Χωρίς γεύση Άχρωμα Αδρανή Ομάδα VIII Ευγενή αέρια He Μπαλόνια, κρυογενική Ne φωτεινές επιγραφές και Λέϊζερς Ar Αδρανής ατμόσφαιρα, κολλήσεις Kr Φωτογραφία Rn Διαγνωστικό για σεισμούς Ευγενή αέρια:προέλευση ονόματος Από το γερμανικό Edelgas =χαμηλή δραστικότητα. (Hugo Erdmann, 1898)

15 Ιδιότητες στοιχείων της ομάδας των ευγενών αερίων He, Ne, Ar δεν δίνουν γνωστές αντιδράσεις, μόνον το Xe, Kr αντιδρούν με το φθόριο

16 Μέταλλα Μετάπτωσης και σπανίων γαιών Μέταλλα μετάπτωσης Έγχρωμα Διαφορετικοί αριθμοί οξείδωσης χρησιμοποιούνται ως καταλύτες Μέταλλα σπανίων γαιών υπεραγωγοί Κατασκευή πανίσχυρων μαγνητών!

17 Μέταλλα: Τα ηλεκτρόνια είναι μη εντοπισμένα λόγω της εγγύτητας των ενεργειακών σταθμών των ατόμων Στα ευκίνητα αυτά ηλεκτρόνια οφείλεται η αγωγιμότητα των μετάλλων Ιδιότητες των υλικών-δομή

18 Μεταλλικός δεσμός Για την περιγραφή των δεσμών στα μέταλλα χρησιμοποιείται το μοντέλο της θάλασσας ηλεκτρονίων. Σύμφωνα με το μοντέλο αυτό τα ηλεκτρόνια των ατόμων του μετάλλου κινούνται ελεύθερα μεταξύ των ιόντων σχηματίζοντας «θάλασσα» μη εντοπισμένων ηλεκτρονίων τα οποία συγκρατούν τα ιόντα του μετάλλου σε σταθερές θέσεις. Ανάλυση με μικροσκοπία δείχνει ότι η δομή των μετάλλων αποτελείται από συσσωματώματα κρυστάλλων.

19 Ιδιότητες των μετάλλων Σημεία Ζέσεως και Τήξεως Όσο ισχυρότερες οι ελκτικές δυνάμεις, τόσο υψηλότερα τα ΣΤ και ΣΖ των καθαρών μετάλλων Τάσεις στον ΠΠ: 1. Για ομάδα 1, Τα ΣΤ μειώνονται αυξανομένου του ατομικού αριθμού. 2. Για τις ομάδες 1-6, κατά μήκος μιας περιόδου, Τα ΣΤ αυξάνονται αυξανομένου του ατομικού αριθμού.

20 Ολκιμότητα και Ελατότητα Ιδιότητες Μετάλλων Ηλεκτρική και Θερμική Αγωγιμότητα Τα μέταλλα είναι καλοί αγωγοί επειδή διαθέτουν ελευθέρως κινούμενα ηλεκτρόνια μεταξύ των ατόμων. Βάσει του μοντέλου της θάλασσας ηλεκτρονίων, τα μέταλλα παίρνουν σχήματα, επειδή κατά την κρούση τους, τα μεταλλοϊόντα μπορούν να ολισθαίνουν μεταξύ τους ενώ περιβάλλονται από ηλεκτρόνια. Σκληρότητα Οι διαφορές μεταξύ των μετάλλων οφείλονται σε διαφορές των αντίστοιχων κρυστάλλων ως προς το μέγεθος (μικρότεροι κρυσταλλίτες αντιστοιχούν σε σκληρότερα μέταλλα).

21 Κράματα Κράματα είναι στερεά μιγματα δύο ή περισσότερων μετάλλων. Η προσθήκη δεύτερου μετάλλου, ακόμα και σε μικρή ποσότητα, επιφέρει μεταβολές στις ιδιότητες Σε μερικές περιπτώσεις, προστίθενται άτομα αμετάλλων, όπως ο άνθρακας. Κράμα υποκατάστασης Ενδοπλεγματικό κράμα

22 Διαγώνιος συσχετισμός Τα στοιχεία που βρίσκονται στην διαγώνιο του Περιοδικού Πίνακα έχουν παρόμοιες ιδιότητες (φυσικές και χημικές) Στον διαγώνιο συσχετισμό οφείλεται η παρουσία των μεταλλοειδών

23 Τα μεταλλοειδή Τα μεταλλοειδή αποτελούν κατηγορία υλικών μεταξύ των μετάλλων και των αμετάλλων Οι ιδιότητες τους βασίζονται στον διαγώνιο συσχετισμό

24 Ιοντικός δεσμός Σχηματίζεται όταν ΔEN μεταξύ 1.7 και 3.3 Μεταφορά ηλεκτρονίων από ένα άτομο σε ένα άλλο Διάφοροι τρόποι να δείξουμε την μεταφορά ηλεκτρονίων για τον σχηματισμό ιοντικών ενώσεων.