Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Szervetlen kémia Földfémek, bór Bór (B) és fontosabb vegyületei Atomrácsos kristályszerkezet, gyémánt után legkeményebb Természetben vegyületei formájában.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Szervetlen kémia Földfémek, bór Bór (B) és fontosabb vegyületei Atomrácsos kristályszerkezet, gyémánt után legkeményebb Természetben vegyületei formájában."— Előadás másolata:

1 Szervetlen kémia Földfémek, bór Bór (B) és fontosabb vegyületei Atomrácsos kristályszerkezet, gyémánt után legkeményebb Természetben vegyületei formájában található, leggyakoribb a bórax, a bórsav Na sója: Na 2 B 4 O 7 10H 2 O Elektromos szigetelő, de jól vezeti a hőt. Felhasználás: 1) acélötvöző szerként növeli annak keménységét, kopásállóságát, korrózióval szembeni ellenállását 2) bórszálakat űrrepülőgépek gyártásánál, kis súlyuk és nagy szakítószilárdságuk miatt. Bórax felhasználása: acélgyártásban – csökkenti a vas-oxid olvadáspontját, így az könnyebben eltávolítható az acélból. III/A. oszlop Elektronszerkezet: ns 2 np 1 Vegyérték általában: 3 ill. 1 (Ga, In, Tl) ; oxidációs szám: +3, +1 (Ga, In, Tl) B félfém, a többi fém. Elektronegativitás: (B és Al gyakran képez kovalens kötéseket, a többiek viszont elsősorban ionosat) Természetes körülmények között szilárd halmazállapotúak

2 Szervetlen kémia Al és vegyületei Alumínium (Al) Természetben főként bauxitban (AlO(OH)) ill. agyagásványokban fordul elő, míg a korund tiszta Al 2 O 3 ásvány. 3. leggyakoribb elem levegővel gyorsan reagál, de a felületén összefüggő Al 2 O 3 réteg képződik, mely óvja a további oxidációtól. Eloxálás: e réteg mesterséges vastagítása anódos oxidációval híg savban (foszforsav, kénsav, krómsav, stb.) Amfoter: oldják híg savak és lúgok, de tömény savak nem 2Al + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 3H 2 + 2NaAl(OH) 4 Szakítószilárdsága kicsi, rosszul önthető Előállítás: bauxitból AlO(OH) Al(OH) 3 Al 2 O 3 Al bauxit timföldhidrát timföld tiszta fém Felhasználás: vezeték (elektromosság), repülőgépek, vasúti kocsik gyártása. lúgos feltárás 1300 ºC elektrolízis nátrium[tetrahidroxo-aluminát]

3 Szervetlen kémia Al és vegyületei Al ötvözetek Magnálium, duralumínium (lásd magnéziumnál) Csoportosítás: - Alakítható (sajtolható) ötvözetek: nagy szilárdság a cél. A keverékek jellege (koncentrációk!) szilárd oldat. Fő ötvözők: Cu, Mn, Mg Duralumínium ( 4,5% Cu + 0,5% Mg + 0,6% Mn ). Cu-ra túltelített, ezért CuAl 2 halmazok keletkeznek. Megfelelő kezeléssel ezek finoman eloszolt kis szemcsék formájában válnak ki, → nagy szakítószilárdság. Al-Cu-Ni ötvözetek: magasabb hőmérsékleten nagy szakítószilárdság. A fenti ötvözetek a Cu miatt nem korrózióállóak. Al-Mg-Si ötvözetek ( 1% Si, 1% Mg, 0.7%Mn ): nagy szilárdságúak, korrózióállóak Al-Mn ötvözetek: kitűnő korrózióállóság, képlékenység, hegeszthetőség. - Önthető ötvözetek: Al öntészeti tulajdonságai nem jók. Eutektikus összetételhez közel álló keverékek, alacsony op. Al-Si ötvözetek ( sziluminok, 9-14% Si ): jól önthetők, gyenge szakítószilárdságúak. Al-Si-Cu ötvözetek ( 4% Cu, 2.5 %Si ): önthetőség mellett nagy szilárdságúak. Al-Cu-Mg ötvözetek ( 4% Cu, 1.5 % Mg ): önthetők, nagy szilárdságúak, kis Ni-t, hozzáadva magas hőmérsékleten igénybevett alkatrészek (dugattyú).

4 Szervetlen kémia Al és vegyületei Alumínium-oxid (Al 2 O 3 ) Természetben: korund, rubin (+Cr 2 O 3 ), zafír (+FeO,Ti 2 O 3 ) Al por hevítve: 4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3 (  H=-1687 kJ/mol) Az oxid nagy képződési entalpiájának köszönhetően az Al gyakran alkalmazott redukálószer (aktivási energiagátat a fejlődő hő leküzdi). Fémek (Cr, Mn) előállítása oxidból: 1. fém-oxid + Al por + gyújtókeverék (Al+BaO 2 ) 2. begyújtva Mg szalaggal: 800 ºC 3. 3BaO 2 + 4Al = 3Ba + 2Al 2 O 3 reakcióból: 2000 ºC 4. pl. Cr 2 O 3 + 2Al = Al 2 O 3 + 2Cr Felhasználás: csiszolópapír - vas-oxiddal szennyezett korund Alkáli-alumínium-szilikátok (Al 2 Si 2 O 7. 2H 2 O) kaolinit vagy porcelánföld Agyag: CaCO 3, Fe 2 O 3 szennyeződésekkel. Mészkővel keverve → portlandcement.

5 Szervetlen kémia Széncsoport Szén (C) módosulatai Kristályos: gyémánt, grafit, fullerének Ásványokban (70-10%, amorf): antracit, kőszén, barnaszén, lignit, tőzeg Mesterséges: faszén, vérszén, csontszén, korom, koksz (szénégetés, száraz lepárlás:~500 ºC-on, O 2 kizárásával hevítve) IV/A. oszlop Elektronszerkezet: ns 2 np 2 Vegyérték: C, Si, Ge - 4; Sn, Pb – 2 (ritkábban 4) C nemfém; Si, Ge félfém; Sn, Pb fém. Elektronegativitás: (C, Si, Ge kovalens kötések, Sn, Pb inkább ionos) Felhasználás: - gyémánt (legkeményebb ásvány): ékszeripar, üvegvágás, fúrófejek, vágóélek - grafit: elektródok, olvasztótégelyek (jó vezetőképesség), kenőanyagokban - ásványi szenek, koksz: tüzelés - faszén, vérszén, csontszén: sok apró pórus nagy fajlagos felület → adszorbens - korom: töltőanyag (pl. gumiban) aktivált szén molekulák

6 Szervetlen kémia Széncsoport Fullerének: mesterséges szén módosulatok (XX. sz. vége) páros számú (60, 72, 84 stb.) szénatomból álló molekulák Felfedezés: 1985-ben Harold Kroto, Robert Curl, Richard Smalley 1996-ban kémiai Nobel-díj. A molekulákat kizárólag öt- és hattagú gyűrűk építik fel. C atom három másik C atomhoz kapcsolódik (1 kettős, 2 egyes kötés). Az ötszögek száma mindig 12. A C60 (backminsterfullerén) molekula futball-labda alakú. Felhasználás: - molekulák könnyű elmozdulása: jó kenési tulajdonságok atm, 25 ºC-on gyémánttá alakítható: gyémántbevonat - fénnyel besugározva vezetik az elektromosságot: optikai áramkörben - intersticiális C 60 Rb-só: 30 K alatt ellenállás nélkül vezeti az áramot (szupravezető) - nanocsövek: nagy szakítószilárdság, jó el. vezetés, kémiai inaktivitás (űrtechnológia) C 540 szén nanocső: hengeres fullerén C 60

7 Szervetlen kémia Szén vegyületei Szerves vegyületek: 5 millió Fontosabb szervetlen vegyületek: Szén-monoxid (CO): színtelen, szagtalan gáz, szén tökéletlen égésekor Vér hemoglobinja megköti: fejfájás, szédülés, fulladás Szintézisgáz (CO + 3 H 2 ): metanol, műbenzin előállítása Szén-dioxid (CO 2 ): színtelen szagtalan gáz, égést elfojtja (0.035%) Folyadék: csak 5 barnál nagyobb nyomás alatt Szárazjég: szilárd CO 2 (folyékony CO 2 párolgása nagy hőelvonásal jár → megfagy) hűtésre használják Szénsav (H 2 CO 3 ): instabil, vizes oldata kétbázisú gyenge sav H 2 CO 3 HCO H + (H 3 O + ) K 1 = mol/dm 3 HCO 3 - CO H + (H3O+) K 2 = mol/dm 3 Szénsav sói, a karbonátok stabilak Karbonátion (CO 3 2- ): 6 delokalizált elektron

8 Szervetlen kémia Széncsoport többi eleme Szilícium (Si) Föld szilárd kérgének 30 %-a. Kvarc és szilikátok a vulkáni kőzetek 98%-a. Kvarc (SiO 2 ): hegyikristály, ametiszt, füstkvarc, rózsakvarc Si vízzel, savval nem, lúggal reagál: Si + 4OH - = SiO H 2 Előállítás kálium-szilikofluoridból: 3K 2 SiF 6 + 4Al = 3Si + KAlF 4 + K 3 AlF 6 Félvezető: vegyértéksáv és vezetési sáv közötti tiltott sáv 1.1 eV széles. Csak magasabb hőmérsékleten vezet. Adalékok segítségével alacsonyabb T-n is. N-típus: adaléknak több elektronja van: vezetési sávban vannak a fölös elektronok P-típus: adaléknak kevesebb elektronja van: vegyértéksávban pozitív lyukak Alkalmazás az elektronikában, számítástechnikában. Germánium (Ge): ritka elem, félvezető Ón (Sn): fehérbádog (ónbevonatú vas), bronz ötvözet (Cu+Sn) Ólom (Pb) : csővezetékek (védő PbO 2 oxidréteg, híg sav sem oldja), akkumulátor, radioaktív sugárvédelem, ötvözetek (betűfém: Pb + Sb + Sn)


Letölteni ppt "Szervetlen kémia Földfémek, bór Bór (B) és fontosabb vegyületei Atomrácsos kristályszerkezet, gyémánt után legkeményebb Természetben vegyületei formájában."

Hasonló előadás


Google Hirdetések