HEMIJA ELEMENATA. Grupa 12. Li i K. Zn i Hg. Grupa 2. Mg. Prelazni metali Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu. Plemeniti gasovi

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "HEMIJA ELEMENATA. Grupa 12. Li i K. Zn i Hg. Grupa 2. Mg. Prelazni metali Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu. Plemeniti gasovi"

Περσεύς Κορομηλάς
5 χρόνια πριν
Προβολές:

1 HEMIJA ELEMENATA

2 Grupa 1. Li i K HEMIJA ELEMENATA Grupa 2. Mg Grupa 12. Zn i Hg Prelazni metali Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu Plemeniti gasovi Grupa 13. B i Al Grupa 14. C Pb Si Sn Grupa 15. NiP Grupa 16. S i Se Grupa 17. Br2

4 Zbog specifičnih svojstava razmatra se posebno Ne svrstava se ni u jednu grupu Periodnog sistema Razlozi za/protiv svrstavanja vodonika u 1. ili 17. grupu PS Alkalni metali Halogeni Argumenti "ZA" Obrazuje monopozitivne jone (H + ) Ima samo jedan s elektron Nemetal Obrazuje diatomni molekul Argumenti "PROTIV" Nije metal Ne reaguje sa vodom Velika E i Retko gradi anjone, hidrid jone (H ) Slabo reaktivan Mala E ea

5 Najrasprostranjeniji element u Vasioni (88,6 at.%) Na trećem mestu po rasprostranjenosti na Zemlji (iza O i Si), 15 at.%, ali 0,9 mas.% litosfere, hidrosfere i amtosfere Elektronska konfiguracija 1s 1 mali atomski i kovalentni radijus velika energija jonizacije mala stabilnost H jona

6 IZOTOPI 1 H=D PROTIJUM 2 H=D DEUTERIJUM 3 H=T TRICIJUM 1 na 6500 atoma H 1 na atoma H 0,0156at% Relativne atomske mase H, D i T stoje u odnosu 1:2:3 velike razlike u fizičkim osobinama Izotop H 2 D 2 T 2 Molarna masa 2,02 4,03 6,03 Temperatura ključanja, K 20,6 23,9 25,2

7 IZOTOPI 1 H=D PROTIJUM 2 H=D DEUTERIJUM 3 H=T TRICIJUM 1 na 6500 atoma H 0,0156at% 1 na atoma H Veca energija veze reakcije koje uključuju D su sporije u odnosu na reakcije H 2H 2 O(l) + el. Energija 2H 2 (g) + O 2 (g) D 2 O kao teži sporije reaguje i zaostaje nakon elektrolize vode

8 OSOBINE ELEMENTARNOG VODONIKA dvoatomni gas bez boje mirisa i ukusa niska temperatura topljenja ( 259 o C) i ključanja( 253 o C) mali nepolarni molekul slabe međumolekulske sile slaba rastvorljivost velika energija veze, E H H = 436 kj mol 1 Reaguje sa skoro svim elementima Gradi veliki broj jedinjenja (reaguje tek na povišenoj T i/ili uz prisustvo katalizatora)

9 DOBIJANJE VODONIKA LABORATORIJSKO DOBIJANJE VODONIKA 1. U reakciji metala sa vodeni rastvorom kiselina i baza reakcijom metala (Zn, Mg, Fe) sa vodenim rastvorima kiselina: Zn(s) + 2H + (aq) Zn 2+ (aq) + H 2 (g) (HCl, razblažena H 2 SO 4 ) reakcijom metala (Al, Zn, Sn) sa vodenim rastvorima baza: Zn(s) + 2H 2 O + 2OH [Zn(OH) 4 ] 2 + H 2 (g) 2. Reakcijom hidrida sa vodom NaH + H 2 O Na + + OH + H 2 (g) Reakcija sa CaH 2

10 DOBIJANJE VODONIKA LABORATORIJSKO DOBIJANJE VODONIKA 1. U reakciji metala sa vodenim rastvorom kiselina i baza 2H + + 2e H 2 E ө O.S. = 0V c(h + ) = 1 mol dm 3, p(h 2 ) = p ө Kiseli rastvori Čista voda E = E ө 2,303RT nf ph = 0 c(h + ) = mol dm 3 ph = 7 log p(h 2 ) [H + ] 2 E O.S. = 0,414 V

11 DOBIJANJE VODONIKA LABORATORIJSKO DOBIJANJE VODONIKA 1. U reakciji metala sa vodenim rastvorom kiselina i baza H 2 O + 2e H 2 (g) + 2OH E ө O.S. = 0,828 V Bazni rastvori c(oh ) = 1 mol dm 3, p(h 2 ) = p ө ph = 14 M n+ (aq) + ne M(s) E ө R.S. E R.S. < 0,828V E R.S. < 0,414V E R.S. <0V + prenapetost E O.S. = 0,828 V E O.S. = 0,414 V E O.S. = 0V ph = 14 ph = 7 ph = 0

12 DOBIJANJE VODONIKA INDUSTRIJSKO DOBIJANJE VODONIKA 2. Reakcijom između ugljovodonika i vodene pare: ranije vodeni gas ili sintetski gas C(s) + H 2 O(g) H 2 (g) + CO(g) danas 800 C n H 2n+2 (g) + nh 2 O(g) o C (2n+1)H 2 (g) + nco(g) NiO povećanje prinosa reakcijom CO(g) + H 2 O(g) 400 o C Fe2 O 3 H 2 (g) + CO 2 (g) uklanjanje CO 2 K 2 CO 3 (aq) + CO 2 (g) +H 2 O(l) 2 KHCO 3 (aq) egzo endo 2. Elektroliza vode dobijanje vrlo čistog vodonika

13 PRIMENA VODONIKA Za dobijanje amonijaka (Haber Bosh postupak) Za dobijanje hlorovodonične kiseline Za dobijanje metanola CO + 2H 2 t Co CH 3 OH Kao gorivo tehnologija u razvoju 2H 2 (g) + O 2 (g) 2H 2 O(g) Δ r H = 484 kj mol 1 ; Kako efikasno skaldištiti i transportovati H 2? Nanotehnologija?

14 PRIMENA VODONIKA Za dobijanje amonijaka (Haber Bosh postupak) Za dobijanje hlorovodonične kiseline Za dobijanje metanola CO + 2H 2 t Co CH 3 OH Kao gorivo tehnologija u razvoju 2H 2 (g) + O 2 (g) 2H 2 O(g) Δ r H = 484 kj mol 1 ; Kako efikasno skaldištiti i transportovati H 2? Nanotehnologija?

15 JEDINJENJA Tipični oksidacioni brojevi I i I

16 JEDINJENJA HIDRIDI HIDRIDI binarna jedinjenja vodonika

17 JEDINJENJA HIDRIDI HIDRIDI binarna jedinjenja vodonika Klasifikacija hidrida prema tipu hemijske veze: Jonski (hidridi tipa soli) Metalni (intersticijalni hidridi) Kovalentni Prelazni

18 JEDINJENJA HIDRIDI HIDRIDI binarna jedinjenja vodonika Klasifikacija hidrida prema tipu hemijske veze: Jonski (hidridi tipa soli) hidridi alkalnih i zemnoalkalnih metala (sem Be img) dokaz postojanja jonske veze je da rastop LiH provodi struju Na(l) + H 2 (g) 2NaH(s) Ca(l) + H 2 (g) CaH 2 (s) kao sredstva za sušenje kao redukciona sredsva H 2 (g) + 2e 2H E ө = 2,25 V

JEDINJENJA HIDRIDI HIDRIDI binarna jedinjenja vodonika Klasifikacija hidrida prema tipu hemijske veze: Metalni (intersticijalni hidridi) vodonik se smešta u šupljine

19 JEDINJENJA HIDRIDI HIDRIDI binarna jedinjenja vodonika Klasifikacija hidrida prema tipu hemijske veze: Metalni (intersticijalni hidridi) vodonik se smešta u šupljine (intersticije)kristalne rešetke metala specifične interakcije metal vodonik nestehiometrijski i varijabilni odnos H i M (bertolidi) Primer: Paladijum može da veže 1000 puta veću zapreminu H Skladištenje H 2

20 JEDINJENJA HIDRIDI HIDRIDI binarna jedinjenja vodonika Klasifikacija hidrida prema tipu hemijske veze: Kovalentni molekulske supstance sa polarnom ili nepolarnom vezom kiseline (hidridi 16. i 17. grupe) baze (hidridi 15. grupe) neutralni (hidridi 14. grupe) 2N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) Cl 2 (g) + H 2 (g) 2HCl(g)

21 VODONIČNE VEZE U jedinjenjima gde je H vezan za F, O ili N dolazi do stvaranja vodonične veze δ δ + δ A H :B donor vodonične veze akceptor vodonične veze H A mnogo veće od odgovarajuće kovalentne veze H A Jačina vodonične veze 10 do 60 kj/mol

22 VODONIČNE VEZE U jedinjenjima gde je H vezan za F, O ili N dolazi do stvaranja vodonične veze δ δ + δ A H :B donor vodonične veze akceptor vodonične veze Jačine E H i odgovarajućih E H veza u kj/mol

23 Postojanje vodoničnih veza veliki uticaj na fizička svojstva visoke temperature ključanja i topljenja Temperature ključanja, o C veći viskoziteti tečnosti Perioda

vodoničnih veza vodonična veza Kad ne bi bilo vodoničnih veza, led

24 Postojanje vodoničnih veza veliki uticaj na živi svet specifična svojstva vode (univerzalni rastvarač) posledica postojanja vodoničnih veza vodonična veza Kad ne bi bilo vodoničnih veza, led bi se topio na 100 C, a temp. ključanja bi iznosila 90 C! vodonične veze u biohemiji

25 PLEMENITI GASOVI

26 PLEMENITI GASOVI He drugi element po zastupljenosti u Vasioni Ar najzastupljeniji na Zemlji je :0,98 vol.%, ostali 0,0002 vol.% Rn radioaktivan i javlja se u tragovima Rejli (Lord Rayleigh) 1 dm 3 azota iz vazduha nakon uklanjanja svih ostalih gasova Vazduh P 4 Mg(ClO 4 ) 2 NaOH Azot i NG = 1,2572 g 1 dm 3 azota iz reakcije: Uklanjanj O 2 Uklanjanj H 2 O Uklanjanj CO 2 NH 4 NO 2 (s) N 2 (g) + 2H 2 O(l) = 1,2505 g (t = 0 o C, p= 1 atm)

27 PLEMENITI GASOVI Remzi (William Ramsay) Oko 1% azota dobijenog iz vazduha ne reaguje sa Ca Gasu je dodeljeno ime Argon(beskoristan) Prevođenjem u tečno stanje dobijena smeša pet gasova Helijum (sunce) Neon (novi) Argon (beskoristan) Kripton (sakriven) Ksenon (stranac) Rejli (Lord Rayleigh) i Remzi (William Ramsay) 1905 Nobelova nagrada za fiziku i hemiju

28 PLEMENITI GASOVI OSOBINE PLEMENITIH GASOVA Elektronska konfiguracija He: 1s 2 Ostali: ns 2 np 6 Jednoatomni gasovi sa vrlo slabim međumolekulskim silama niske temperature ključanja i topljenja Element Koncentracija u vazduhu, ppm Atomski radijus, pm Temperatura ključanja, o C Temperatura topljenja, o C E i, kj mol 1 He 5, , ,3 Ne Ar 18, , , , , ,6 1520,4 Kr 1, ,34 157, ,7 Xe Rn 0, ,09 61,7 111, ,4 1037,1 nereaktivni inertni

PLEMENITI GASOVI DOBIJANJE I PRIMENA PLEMENITIH GASOVA frakcionom destilacijom vazduha iz prirodnog gasa (zarobljenog u nepropustljivim stenama) iz

29 PLEMENITI GASOVI DOBIJANJE I PRIMENA PLEMENITIH GASOVA frakcionom destilacijom vazduha iz prirodnog gasa (zarobljenog u nepropustljivim stenama) iz smeše zaostale nakon dobijanja amonijaka Primena inertna atmosfera u hemijskoj industriji i laboratoriji punjenje sijalica hlađenje svetleće reklame

30 PLEMENITI GASOVI JEDINJENJA PLEMENITIH GASOVA Klatrati nisu prava jedinjenja hidrati plemenitih gasova PG Klatrati Zarobljavanje molekula/atoma u šupljine kristalne rešetke vode

PLEMENITI GASOVI JEDINJENJA PLEMENITIH GASOVA Prava jedinjenja Uglavnom jedinjenja Xe i Kr i to sa F i O Imaju uglavnom teorijski značaj Najpoznatija jedinjenja XeF 2, XeF 4 i XeF 6 Nastaju u

31 PLEMENITI GASOVI JEDINJENJA PLEMENITIH GASOVA Prava jedinjenja Uglavnom jedinjenja Xe i Kr i to sa F i O Imaju uglavnom teorijski značaj Najpoznatija jedinjenja XeF 2, XeF 4 i XeF 6 Nastaju u direktnoj reakciji Xe i F 2 Proizvod određen sastavom reakcione smeše Xe(g) + F 2 (g) XeF 2 (s) XeF 2 linearna građa XeF 2 (g) + F 2 (g) XeF 4 (s) XeF 4 (g) + F 2 (g) XeF 6 (s) Lako hidrolizuju do nestabilnog oksida XeF 4 Kvadratno planaran

Σχετικά έγγραφα

SEKUNDARNE VEZE međumolekulske veze

PRIMARNE VEZE hemijske veze među atomima SEKUNDARNE VEZE međumolekulske veze - Slabije od primarnih - Elektrostatičkog karaktera - Imaju veliki uticaj na svojstva supstanci: - agregatno stanje - temperatura