Elemek és szervetlen vegyületek

Az előadások a következő témára: "Elemek és szervetlen vegyületek"— Előadás másolata:

1 Elemek és szervetlen vegyületek

2 Elemek: Vegyületek: azonos rendszámú atomok halmazai.
a fémek atomjai fémes kötéssel kapcsolódnak a nemfémes elemek atomjai kovalens kötéssel kapcsolódnak Vegyületek: különböző rendszámú atomok kapcsolódnak kémiai kötésekkel. az atomok kovalens vagy ionos kötéssel kapcsolódnak össze .

3 A nemfémes elemek: A nagy elektronegativitású elemek kétatomos molekulákat hoznak létre. Közönséges körülmények között gáz halmazállapotúak A közepes elektronegativitású elemek többatomos molekulákat vagy atomrácsot alkotnak, közönséges körülmények között szilárdak, gyakran többféle módosulatban is előfordulhatnak. az elemeknek csak 20 %-a nemfém gyakoriságuk alapján jelentős túlsúlyban vannak a fémekkel szemben.

4 Hidrogén (H) kétatomos molekulákat alkotó gáz
olvadás és forráspontja igen alacsony. vízben nem, csak egyes fémekben (pl.: platina) oldódik. színtelen, szagtalan közönséges körülmények között nem reakcióképes, magasabb hőmérsékleten viszont igen a hidrogén és oxigén 2:1 arányú keveréke meggyújtva robban (durranógáz). kémiai tulajdonságai inkább a fémekhez teszik hasonlatossá. egyetlen elektronjának leadása során keletkező hidrogén-ion (H+) önmagában nem létezik, hanem valamilyen más részecskéhez kapcsolódik.

5 A világegyetem leggyakoribb eleme.
A Földön elemi állapotban magasabb légrétegekben fordul elő. vegyületei (víz, szerves anyagok) igen gyakoriak. Előállítása ipari célokra a földgázból, laboratóriumi célokra cinkkel savakból, víz elektrolízisével Számos célra használják fel. a vegyiparban,ammómnia, sósav, műbenzin, margarin gyártás léggömbök töltése (robbanásveszélyes) autogénhegesztés (2500ºC is),

6 Nemesgázok színtelen, szagtalan gázok
csak igen kis kőmérsékleten cseppfolyósíthatók kémiailag nem reakcióképesek, közömbösek (nemesek), elemi állapotban atomosan fordulnak elő. természetes körülmények között nem is képeznek vegyületeket A hélium (He) léggömbök, léghajók töltése, nem robbanásveszélyes. légzőkészülékek mesterséges levegőjének előállítása a keszonbetegség elkerülése végett, A nemesgázok felhasználása: fénycsövek gyártása, nevüket a neon (Ne) után kapták (neoncső). a hélium aranysárga, a neon narancsvörös, az argon kékes az argon és a kripton villanyégők töltőgáza

7 Halogén elemek Klór (Cl) kétatomos molekulákból álló gáz, zöldessárga
fojtó szagú a levegőnél nehezebb Igen reakcióképes, a fémekkel hevesen reagál, még az aranyat és a platinát is megtámadja. Vízben jól oldódik, vizes oldata a klóros víz sósavra és atomos állapotú oxigénre bomlik, a klór vizes közegben erős oxidálószer. vizek (ivóvíz, uszoda) fertőtlenítésére alkalmazzák. Előfordulása Elemi állapotban vulkanikus gázokban található meg oldott kloridok formájában a vizekben (tengervíz) fordul elő. Az elemi klórgáz erősen mérgező, a nyálkahártyákat károsító hatású. Kloridion formájában a szervezet ozmotikus egyensúlyának fenntartásában fontos szerepet tölt be.

8 Fluór (F) halványsárga gáz szúrós szagú, erősen mérgező, roncsoló hatású gáz. a legreakcióképesebb elem. fluorid formájában fontos a fogzománc illetve a csontok képződésében. Bróm (Br) vörösesbarna folyadék. vízben kissé oldódik vizes oldata oxidáló hatású. nagy reakciókészségű, erősen mérgező, gőzei is maró hatásúak. egyes vegyületei nyugtatóként hatnak. Jód (I) acélszürke kristályos anyag, erősen párolog, gőzei lila színűek. vízben kevésbé, szerves oldószerekben kiválóan oldódik. Kálium-jodidos, alkoholos oldata (jódtinktúra) fertőtlenítőszer mérgező hatású, a pajzsmirigy hormontermeléséhez szükséges

9 Hidrogén-klorid (HCl)
színtelen, szúrós szagú gáz. kiválóan oldódik a vízben, oldata a sósav a legtöbb fémet hidrogénfejlődés közben oldja. felhasználása: a vegyipar különböző területein, fémek maratására, fémfelületek tisztítására. háztartásban: vízkőoldó- és tisztítószer. erősen maró hatású. sósav képződik a gyomorban a pepszin működéséhez szükséges

10 Nátrium-hipoklorit (NaOCl)
a hypó néven ismert tisztítószer fő alkotója könnyen bomlik atomos állapotú oxigén szabadul fel erős oxidáló hatású. a festékeket és a fehérjéket roncsolja fehérítő és fertőtlenítő hatású. Kalcium-hipoklorit (Ca(OCl)2) a klórmész fő alkotórésze, fehér porszerű anyag. vizes oldatban klórgáz és oxigén szabadul fel fehérítő, fertőtlenítő hatású. A hypót és a klórmeszet nem szabad sósavval együtt használni, mert klórgáz szabadulhat fel

11 Oxigén (O) Kétatomos molekulákból álló gáz színtelen, szagtalan,
a levegőnél kissé nehezebb vízben kevésbé oldódik közönséges körülmények között nem, magasabb hőmérsékleten erősen reakcióképes. Az oxigénnel való egyesülés: égés gyors égés: hőfelszabadulás és fényjelenség kíséri lassú égés: hirtelen hőfelszabadulás és fényjelenség nélkül (fémek korróziója, korhadás, légzés). Előfordulása elemi állapotban: a levegő 21%-a Vegyületeiben: víz szilikátok, karbonátok: kőzetek alkotása Az élőlények számára életfontos anyag: légzés A Földön az oxigén légköri mennyisége azonban közel állandó

12 igen reakcióképes, erősen oxidáló hatású
Ózon (O3) savanykás szagú gáz. igen reakcióképes, erősen oxidáló hatású vizek és a levegő fertőtlenítésére használják magasabb légrétegekben (15-30 km) a Nap ultraibolya sugarainak hatására molekuláris oxigénből képződik. az ultraibolya sugarakat elnyeli, ezáltal megvédi a Földet a káros sugárzásoktól, de eközben molekuláris és atomos oxigénre el is bomlik. képződése és bomlása egyensúlyban van alakul ki a levegőbe kerülő egyes a bomlás irányába befolyásolják a folyamatot. a földfelszín közelében az ózon jelenléte az egészséget károsítja. ózon keletkezik elektromos kisülések hatására,(fénymásolók, szoláriumok, kvarclámpa) csíramentesítésre mesterségesen ozonizátorban állítják elő.

13 szagtalan, íztelen, folyadék
Víz (H2O) szagtalan, íztelen, folyadék vékony rétegben színtelen, nagyobb tömegben kék színű sűrűsége 4°C-on a legnagyobb. A hőmérséklet emelésével csökken a vízmolekulák összekapcsolódása. A hőmérséklet csökkenésével a vízmolekulák lazább térbeli szerkezetbe rendeződnek át, ami térfogatnövekedéssel jár. molekulái erősen dipólus jellegűek az ionos és a poláros molekulájú vegyületek kiváló oldószere. az ionok körül kialakuló hidrátburok sok esetben kristályos állapotban is megmarad (kristályvíz).

14 változatos kémiai reakciókban vesz részt.
az alkálifémekkel hidrogénfejlődés közben reagál. a fémek többsége víztartalmú közegben oxidálódik (korrodeálódik). sok szervetlen és szerves anyag (sók, észterek) víz hatására bomlanak (hidrolízis). sok reakcióban katalizátor szerepet tölt be (alumínium-jodid vagy ammónium klorid képződése). az élőlények számára nélkülözhetetlen anyag, az életfolyamatok reakcióközege sok folyamatban reagáló anyag nagy a hőkapacitása

15 Hidrogén-peroxid (H2O2)
sűrűn folyó (viszkózus) színtelen folyadék. könnyen bomlik vízre és atomos oxigénre és ezért erős oxidálószer. ütés, melegítés, szennyeződés vagy akár üveggel való érintkezés esetén is robbanásszerűen bomlik, ezért műanyag edényben tárolják. Felhasználása színtelenítőszerként (pamut, gyapjú, haj) fertőtlenítésre (hyperol tabletta) használják.

16 Kén (S) sárga színű, kis keménységű
alacsony olvadáspontú szilárd anyag. Nyolcatomos molekulái többféle kristályszerkezetet alkothatnak (allotróp módosulatok), a molekulákat gyenge másodlagos kötések tartják össze. Vízben nem, apoláris oldószerekben viszont jól oldódik. A kén magasabb hőmérsékleten a legtöbb elemmel reagál. A fémekkel ionkötésű szulfidokat, a nemfémes elemekkel kovalens kötésű vegyületeket hoz létre. A higannyal a kénpor szobahőmérsékleten is reagál. Előfordulása: elemi állapotban (terméskén) vulkanikus területeken vegyületei gyakoriak felhasználása vegyipar: kénsavgyártás, kaucsuk vulkanizálás, növényvédőszerek, gyógyszerek, festékek, kozmetikumok előállítása

17 Kén-hidrogén (H2S) Kén-dioxid (SO2)
Színtelen, záptojásszagú, mérgező gáz. Vulkáni gázokban, egyes ásványvizekben fordul elő. Fehérjetartalmú anyagok anaerob bomlásakor is keletkezik Kén-dioxid (SO2) Színtelen, fojtó szagú, mérgező gáz. erősen redukáló hatású. Felhasználása konzerválásra, csírátlanításra (hordók kénezése). Kéntartalmú tüzelőanyagok égése során a kén-dioxid a levegőbe kerül. Mivel igen jól oldódik a vízben, azzal kénessavat képezve, jelentős szerepe van a savas esők létrejöttében. Nagyvárosok füstködének (szmog) is jelentős tényezője.

18 Kénsav (H2SO4) Színtelen, olajszerű, nagy sűrűségű folyadék.
Vízzel erős hőfejlődés közben elegyedik (hígításkor mindig a kénsavat öntjük vízbe!). erősen nedvszívó, a víz alkotórészeit (hidrogént és oxigént) még vegyületeiből is elvonja. roncsolja, elszenesíti a szerves anyagokat (cukor, papír, fa). maró hatású, tömény kénsav bőrre kerülve súlyos égési sérüléseket okoz

19 Nitrogén (N) Kétatomos molekulákból áll
színtelen, szagtalan, a levegőnél könnyebb gáz. nehezen cseppfolyósítható, vízben csak nagyon kis mértékben oldódik. nagyobb nyomáson nő a vérben való oldékonysága. a nagyobb mennyiségű nitrogén az idegsejteket bénítja, úgynevezett mélységi mámort okoz. hirtelen nyomáscsökkenés esetén buborékok formájában felszabadul vérkeringési zavarokat, embóliát okozhat (keszonbetegség). Kémiailag közömbös elem, csak magas hőmérsékleten illetve többnyire katalizátor jelenlétében reakcióképes. Előfordulása elemi állapotban a levegő 78%-át alkotja. vegyületei formájában a talajban az élőlények anyagainak (pl.: fehérjék) fontos alkotóeleme. Felhasználása védőgáz, töltőgáz alkalmazzák. ammónia-, illetve műtrágyagyártás alapanyaga.

20 Ammónia (NH3) Színtelen, szúrós szagú, gáz. vízben kiválóan oldódik
lúgos kémhatású ammónium-hidroxidot képez. hígabb oldata a szalmiákszesz: zsíroldó hatású folttisztító szer nagyobb mennyiségben mérgező előfordulása nitrogéntartalmú szerves anyagok bomlásakor (istálló, vizelde). Felhasználása: Hűtőfolyadék könnyen cseppfolyósítható nagy a párolgáshője

21 Nitrogén-oxidok A nitrogén az oxigénnel többféle összetételű és szerkezetű vegyületet alkot. nitrózus gőzök (gázok): különböző nitrogén oxidok szúrós szagú, barnásvörös színű gázelegye keletkezése: vegyipari tevékenység egyéb folyamatok (elektromos hegesztés, motorok működése, égetés) a nyálkahártyát izgató, mérgező hatásúak, tényezői a városi füstködnek (szmog) és a savas esőknek is. A dinitrogén-oxid (N2O) belélegezve narkotikus hatású, kábulatot okoz (kéjgáz), altatógázok összetevője tejszínhab-patronokban, és spraykben is.

22 Foszfor (P) A fehérfoszfor A vörösfoszfor Előfordulása
allotrop módosulatai: a fehér- és a vörösfoszfor. A fehérfoszfor lágy, alacsony olvadáspontú 60oC-on meggyullad (víz alatt tartják) Ha vízgőz jelenlétében egyesül az oxigénnel, a reakciót jellegzetes fényjelenség kíséri: foszforeszkál. Az élő szervezetbe felszívódik és így erősen mérgező hatású. (0,1 grammja már halált okoz). A vörösfoszfor oldhatatlan, ezért nem mérgező anyag. Gyulladási hőmérséklete 400°C. Előfordulása elemi állapotban nem fordul elő kalcium-foszfát Ca3(PO4)2 vagy foszforit. csontok és a fogak alkotórésze, a nukleinsavak alkotója, az élőlények anyagcsere folyamatainak energiatárolása

23 Szén (C) gyémánt grafit A szén kis reakcióképességű, Előfordulása
allotrop módosulatai: a gyémánt és a grafit. gyémánt atomrácsos kristály. nem vezeti az elektromos áramot, tökéletes szigetelő. színtelen, kemény, nagy fénytörésű anyag. grafit rétegrácsos szerkezetű. vezeti az elektromos áramot, A szén kis reakcióképességű, oxigénnel csak magasabb hőmérsékleten lép reakcióba Előfordulása elemi állapotban szerves vegyületekben élő szervezetekben.

24 Szén-dioxid (CO2) színtelen, szagtalan gáz.
a levegőnél nagyobb sűrűségű. nagy nyomáson cseppfolyósítható. A cseppfolyós CO2 párolgás közben erősen lehűl, és fehér, szilárd anyaggá, ún. szárazjéggé alakul. Vízben jól oldódik, oldata gyengén savas kémhatású. Előfordulása levegőben 0,03 tf% 5 tf% fölött eszméletvesztés, fulladás Felhasználása hűtésre, ásványvizek, üdítőitalok telítésére

25 Szén-monoxid (CO) Szénsav (H2CO3 ) színtelen, szagtalan, gáz
erősen mérgező vízben csak kevéssé oldódik. meggyújtva kékes színű lánggal széndioxiddá ég el.   Szénsav (H2CO3 ) a szén-dioxid vizes oldata gyengén savas kémhatású előfordulása ásványvizekben felhasználása ásványvizek, üdítőitalok telítésére, szódavíz előállítására,

26 Szilicium-dioxid (SiO2 )
magas olvadáspont oldhatatlan előfordulása sokféle módosulata van kvarc a legismertebb felhasználása üveggyártás szilícium-dioxid és más fém-dioxidok vagy karbonátok összeolvasztásával A közönséges üveget nátrium-karbonátból (Na2CO3), kalcium-karbonátból (CaCO3) és homokból (SiO2) készítik.