anorganická chemie - vyuka @ Hanzelkova

ANORGANICKÁ CHEMIE
Anorganická chemie je obor chemie, který se zabývá studiem tvorby, složením, strukturou a reakcemi
chemických prvků a jejich sloučenin s výjimkou většiny sloučenin uhlíku a některých sloučenin
křemíku, o které se zajímá organická chemie.
Vlastnosti anorganických sloučenin jsou velmi ovlivňovány druhem vazby, která je přítomná mezi
částicemi sloučeniny. Sloučeniny se dělí na amorfní, které nemají pravidelnou krystalickou strukturu
(díky tomu nelze určit teplotu tání - látka postupně měkne), je to například sklo (přetavený oxid
křemičitý SiO2), a krystalické, které mají pravidelnou krystalickou strukturu (látky mají teplotu tání), je
to například sůl NaCl (chlorid sodný).
V přírodě se vyskytuje 92 prvků, další prvky byly vyrobeny uměle. Všechny prvky se dají systematicky
uspořádat do periodické soustavy prvků.
Periodický zákon
"Vlastnosti prvků jsou periodickou funkcí jejich atomových hmotností. Vlastnosti
chemických prvků se pravidelně opakují."
V této podobě formuloval periodický zákon ruský vědec Dmitrij Ivanovič Mendělejev v roce
1869
Objev periodické tabulky umožnil italský chemik Stanislao Cannizzaro, který v roce 1858 publikoval
soubor zaměřených atomových vah- nyní známých jako hmotnostní čísla. (cca 60 prvků)
České chemické názvosloví prodělalo zajímavý historický vývoj. O jeho rozvoj se postarali
zejména Jan Svatopluk Presl. Presl patřil k nejvýznamnějším českým přírodovědcům 19.
století, zasloužil se o rozvoj odborné terminologie v chemii, mineralogii, zoologii a
botanice. Je autorem českých a slovenských názvů pro chemické prvky uhlík, kyslík,
draslík, vápník nebo pro minerály cínovec a kazivec.
Jöns Jacob Berzelius významný švédský chemik. Vymyslel moderní chemické značky prvků, jejichž
názvy odvodil z latiny a řečtiny
Prvky jsou uspořádány v periodické soustavě prvků podle rostoucího protonového čísla Z.
Periodická tabulka je členěna do vodorovných řad a svislých sloupců.
Vodorovné řady periodické tabulky se nazývají periody. Jednotlivé chemické prvky jsou v
periodách tabulky řazeny vzestupně podle hodnoty protonového čísla.
Číslo periody udává hlavní kvantové číslo valenčních orbitalů nepřechodných
prvků. Hlavní kvantové číslo "n" nabývá hodnot 1-7 a určuje energetickou hladinu na níž
se elektron nachází, vyjadřuje tedy energii elektronu v obalu atomu.
Číslo periody
odpovídá počtu elektronových vrstev.
Svislé sloupce periodické tabulky jsou skupiny prvků, sdružující prvky podobných
vlastností. Chemické prvky v jedné skupině mají shodný počet valenčních elektronů. Číslo
skupiny udává počet valenčních elektronů nepřechodných prvků a současně udává
nejvyšší možnou hodnotu kladného oxidačního čísla daného prvku (s několika výjimkami)
ve sloučeninách.
Číslo skupiny odpovídá počtu valenčních elektronů.
Z periodické tabulky vyčteme:
značku prvku
český název prvku
latinský název prvku
protonové číslo
hmotnostní číslo (relativní atomovou hmotnost)
elektronegativitu
Dělění skupin v periodické soustavě:
I.A skupina - alkalické kovy
II.A skupina - kovy alkalických zemin
VI.A skupina - chalkogeny
VII.A skupina - halogeny
VII.A skupina - vzácné plyny
Kovy a Nekovy
Přechodné a nepřechodné (vnitřně přechodné)
Lanthanoidy a Actinoidy
Většina prvků jsou pevné látky (znázorněny modře)
•Pouze 2 prvky jsou za normální teploty a tlaku kapaliny - brom a rtuť (znázorněny
žlutě).
•Některé prvky jsou za normální teploty a tlaku plyny (znázorněny bíle).
•Vzácné plyny tvoří samostatné atomy, které se neslučují v molekuly.
•Ostatní plyny (vodík, dusík, kyslík, fluor, chlor) tvoří dvouatomové molekuly
H2, N2, O2, F2 a Cl2.
prvky zařazené ve skupinách B se společně nazývají přechodné (vedlejší) (d-prky), prvky
ve skupinách A se nazývají nepřechodné (základní, hlavní) (s- a p-prvky)
Alkalické kovy jsou prvky 1. skupiny A periodické tabulky prvků mimo vodíku
- zabarvení plamene
jsou měkké, lehké a stříbrolesklé kovy (cesium je nazlátlé), které lze krájet nožem.
Díky vysoké reaktivitě se alkalické kovy volně v přírodě nevyskytují. Velmi hojně se však vyskytují ve
formě svých sloučenin . Všechny alkalické kovy se získávají především z mořské vody, jednotlivé
sloučeniny alkalických kovů se od sebe odseparují a poté se získávájí elektrolýzou.
2.skupina A: kovy alkalických zemin
Berylliu a hořčík se velmi liší svými vlastnostmi od kovů alkalických zemin. Berylium je tvrdé (rýpe do
skla), ale křehké (za normální teploty) a poměrně těžce tavitelné. Za červeného žáru je tažné. Špatně
vede elektrický proud a teplo. Hořčík je svými vlastnosti jakýsi přechod mezi beryliem a kovy
alkalických zemin. Je středně tvrdý, lehký, tažný kov, těžší než voda, vede hůřeelektrický proud a teplo.
Hořčík lze díky jeho dobré tažnosti snadno válcovat na plechy a dráty
Všechny prvky 2. skupiny se v přírodě vyskytují v podobě svých sloučenin. Jelikož tyto sloučeniny
nejsou iontového charakteru, tak se na rozdíl od alkalických kovů vyskytují především jako minerály,
které vytváří povrch naší planety.
Reaktivita se ve 2. skupině velmi výrazně mění. Nejméně reaktivní je beryllium a nejvíce reaktivní je
radium.
Z elementárních kovů má největší využití beryllium, které se používá jako součást moderátorových tyčí
v jaderné energetice, ve slitinách s mědí v elektrotechnice a v podobě dalších velmi pevných a lehkých
slitin ke konstrukci letadel a vesmírných raket. Jako elementární kov se také využívá hořčík a to
zejména v podobě svých slitin s hliníkem, mědí a dalšími kovy, dále se využívá jako dobré redukční
činidlo k redukci jiných kovů z jejich sloučenin a v ohňostrojích k zesílení světelného efektu, protože při
jeho hoření vzniká velmi intenzivní bílé světlo. Kovy alkalických zemin nemají ve své nesloučené
podobě prakticky žádné významné využití.
3. - 12.skupina B: Všechny prvky této skupiny patří mezi přechodné kovy, jsou elektropozitivní a
vytvářejí slouč. v oxidačním čísle
svého sloupce. Jejich sloučeniny nejsou barevné
ani paramagnetické, čímž se odlišují od ostatních přechodných kovů. Nazývají se též kovy vzácných
zemin.
Triely - 13.skupina Bor je považován za polokov, ostatní triely jsou kovy
Tetrely - 14.skupina Chemie uhlíku, především sloučeniny jejichž skelet tvoří řetězce C-C, je z velké
částí předmětem studia organická chemie. U křemíku je ochota k řetězení nižší.
Pentely - 15.skupina = V.A
Chalkogeny - 16.skupina = VI.A Tento název znamená rudotvorné, čímž je vystiženo, že tyto prvky
se vyskytují hlavně v rudách. Z hlediska vlastností je významný rozdíl mezi prvním prvkem – kyslíkem –
a ostatními následujícími prvky, které jsou si v určitých charakteristikách podobné.
Halogeny - 17.skupina % VII.A název znamená solitvorný.(baron Berzelius navrhl termín halogen).
Halogeny jsou velmi reaktivní, proto se vyskytují pouze vázané ve sloučeninách. Nejrozšířenějším
halogenem je chlor. Fluor a chlor jsou za normální
18.skupina Inertní plyny (neboli ušlechtilé plyny, netečné plyny či vzácné plyny) jsou členy VIII.A
skupiny (dříve nulté skupiny) periodické tabulky. Důvodem chemických vlastností je dokonalé zaplnění
vnější elektronové slupky.
Všechny jsou plynné látky, bez barvy a zápachu. Velmi dlouho se předpokládalo, že se nezúčastňují
žádných chemických reakcí. V šedesátých letech minulého století se však podařilo vytvořit některé
sloučeniny. Svými vlastnostmi je nejunikátnější helium, které za velmi nízkých teplot kapalní. V
kapalném stavu má supratekuté a supravodivé vlastnosti. Jako jediný prvek nemá trojný bod (teplota při
níž se látka může současně vyskytovat v plynném, kapalném a pevném stavu). Další základní
informace k vzácným plynům jsou uvedeny v tabulce. Všechny vzácné plyny, kromě radonu, se
využívají v osvětlovací technice jako výplň výbojek. Helium se kromě toho také využívá při plnění
balónů, balónků, vzducholodí a dalších nafukovacích předmětů. Neon, argon, krypton, xenon jsou
získávány frakční destilací ze vzduchu