Prvky bor, uhlÃk
Prvky bor, uhlÃk
Prvky bor, uhlÃk
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>Prvky</strong> III.A a IV.A skupiny<br />
Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie,<br />
státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje<br />
Únor 2010<br />
Mgr. Alena Jirčáková
<strong>Prvky</strong> III.A skupiny<br />
• Mají tři valenční elektrony, el. konfigurace ns 2<br />
np 1 .<br />
• Jedná se o prvky: Bor, hliník, gallium, indium,<br />
thallium.<br />
• Kromě <strong>bor</strong>u (polokov) jsou všechny prvky<br />
typické kovy, kovový charakter stoupá s<br />
rostoucím protonovým číslem Z.<br />
• Bor tvoří pouze kovalentní sloučeniny.<br />
• <strong>Prvky</strong> p 1 se vyskytují pouze ve sloučeninách
<strong>Prvky</strong> III.A skupiny<br />
- <strong>bor</strong> - vlastnosti<br />
• Bor patří mezi polokovové prvky s vysokým bodem<br />
tání i varu. Vyskytuje se ve dvou modifikacích –<br />
amorfní a kovové. Kovová modifikace patří mezi velmi<br />
tvrdé látky – dosahuje hodnoty 9,3 v Mohsově<br />
stupnici tvrdosti (tmavá barva).<br />
• Sloučeniny <strong>bor</strong>u jsou látky s kovalentními vazbami<br />
mezi atomy (např. <strong>bor</strong>any).<br />
• Bor a jeho sloučeniny barví plamen intenzivně zeleně<br />
(pyrotechnické účely, analytická chemie - důkaz<br />
přítomnosti v <strong>bor</strong>u v analyzovaném vzorku).
<strong>Prvky</strong> III.A skupiny<br />
- <strong>bor</strong> -<br />
nukleonové číslo<br />
relativní atomová<br />
hmotnost<br />
molární hmotnost<br />
značka prvku<br />
protonové číslo<br />
pořadové číslo<br />
český název<br />
11(A)<br />
B<br />
5 (Z)<br />
BOR<br />
2,0<br />
Borum<br />
značka prvku<br />
elektronegativita<br />
latinský název
<strong>Prvky</strong> III.A skupiny<br />
- <strong>bor</strong> -
<strong>Prvky</strong> III.A skupiny<br />
- <strong>bor</strong> – výskyt -<br />
• Elementární <strong>bor</strong> se v přírodě prakticky nevyskytuje a<br />
setkáváme se s ním pouze ve sloučeninách.<br />
• Sloučeniny <strong>bor</strong>u jsou v malém množství obsaženy i v<br />
mořské vodě (v koncentraci přibližně 5 mg/l) a v<br />
některých minerálních pramenech.<br />
• Kyselina <strong>bor</strong>itá je obvykle přítomna v sopečných<br />
plynech, z nichž může být získávána.<br />
• V rostlinách je <strong>bor</strong> důležitým biogenním prvkem. Jako<br />
ostatní minerály je přijímán z vody v půdě.<br />
• Bor zodpovídá za interakce pektinů a hemicelulóz. Je<br />
limitujícím prvkem pro klíčení pylové láčky.
<strong>Prvky</strong> III.A skupiny<br />
- <strong>bor</strong> – užití -<br />
• Bor a jeho sloučeniny se využívají ve sklářství jako přísada do<br />
skelných vláken a <strong>bor</strong>okřemičitanových skel, a sice pro jejich<br />
vysokou tepelnou odolnost.<br />
• V keramice k výrobě emailů a glazur.<br />
• Při výrobě mýdel a detergentů, v metalurgii neželezných<br />
kovů a žáruvzdorných materiálů.<br />
• Bor se užívá k výrobě tzv. řídících tyčí a neutronových<br />
zrcadel v jaderných reaktorech.<br />
• Kyselina trihydrogen<strong>bor</strong>itá H 3 BO 3 je slabá kyselina tvořící<br />
šupinkové průhledné krystalky. Je dobře rozpustná ve vodě a<br />
ve farmacii se spolu se svými solemi používá k léčení očních<br />
chorob.<br />
• Nejpoužívanější sloučeninou <strong>bor</strong>u je <strong>bor</strong>ax neboli<br />
dekahydrát tetra<strong>bor</strong>itanudisodného Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O
<strong>Prvky</strong> III.A skupiny<br />
- hliník - vlastnosti<br />
• Hliník je neušlechtilý, stříbřitě šedý, kujný kov, elektricky<br />
velmi dobře vodivý.<br />
• V přírodě se vyskytuje ve formě sloučenin, nejznámější<br />
rudou je bauxit Al 2 O 3 . 2 H 2 O (dihydrát oxidu hlinitého).<br />
• Ve sloučeninách má pouze oxidační číslo tři ( Al +3 ).<br />
• Hliník je v čistém stavu velmi reaktivní, na vzduchu se však<br />
rychle pokryje tenkou vrstvičkou oxidu Al 2 O 3 , která chrání<br />
kov před další oxidací.<br />
• Hliník je velmi dobře rozpustný ve zředěných kyselinách,<br />
koncentrovaná kyselina dusičná jej však stejně jako<br />
vzdušný kyslík pokryje pasivační vrstvou oxidu. Také<br />
hydroxidy alkalických kovů snadno rozpouštějí kovový<br />
hliník za vzniku hlinitanů (AlO 2 ) - .
<strong>Prvky</strong> III.A skupiny<br />
- hliník -<br />
nukleonové číslo<br />
relativní atomová<br />
hmotnost<br />
molární hmotnost<br />
27(A)<br />
Al<br />
13(Z)<br />
HLINÍK<br />
1,5<br />
Aluminium<br />
značka prvku<br />
elektronegativita<br />
protonové číslo<br />
pořadové číslo<br />
český název<br />
latinský název
<strong>Prvky</strong> III.A skupiny<br />
- hliník -
<strong>Prvky</strong> III.A skupiny<br />
- hliník - výskyt<br />
• Hliník je třetím nejzastoupenějším prvkem v zemské kůře,<br />
tvoří 7,5–8,3 % zemské kůry.<br />
• V mořské vodě je jeho koncentrace velmi nízká.<br />
• Nejběžnějším horninou hliníku je bauxit, Al 2 O 3 · 2 H 2 O<br />
ruda, ze které se hliník vyrábí redukcí.<br />
• Jiným významným minerálem je kryolit,<br />
hexafluorohlinitan sodný Na 3 AlF 6 , používaný především<br />
jako tavidlo pro snížení teploty tání bauxitu.<br />
• Minerály obsahující oxid hlinitý Al 2 O 3 patří mezi velmi<br />
významné a ceněné.<br />
• Korund je na 9. místě Mohsovy stupnice tvrdosti .<br />
• Technický oxid hlinitý je hojně využíván k výrobě<br />
brusného papíru.
<strong>Prvky</strong> III.A skupiny<br />
- hliník - užití<br />
• Korund (drahý kámen) jehož základem je oxid<br />
hlinitý se vyskytuje ve dvou odrůdách. Červený<br />
rubín je zbarven příměsí oxidu chromu, modrý<br />
safír obsahuje malá množství oxidů titanu a<br />
železa.<br />
• Obě zmíněné odrůdy korundu patří k nejvíce<br />
ceněným drahým kamenům na světě, ale mají i<br />
významné využití v technice. Safírové hroty<br />
vynikají svou tvrdostí a odolností a vybavují se<br />
jimi vědecké měřicí přístroje. Rubín je znám jako<br />
materiál pro konstrukci prvního laseru na světě.
<strong>Prvky</strong> IV.A skupiny<br />
• Do této skupiny patří uhlík, křemík, germanium,<br />
cín a olovo.<br />
• Atomy těchto prvků mají ve valenční vrstvě čtyři<br />
elektrony, uspořádané v základním stavu v<br />
orbitalech ns 2 np 2<br />
• Nejčastějším oxidačním číslem těchto prvků ve<br />
sloučeninách je –IV<br />
• Se vzrůstajícím protonovým číslem vzrůstá i<br />
kovový charakter prvků této skupiny (uhlík<br />
nekov, křemík – polokov, ostatní kovy)
<strong>Prvky</strong> IV.A skupiny<br />
- uhlík - vlastnosti -<br />
• Uhlík tvoří základní stavební kámen všech organických<br />
sloučenin a tím i všech živých organismů na této planetě.<br />
• Sloučeniny uhlíku jsou jedním ze základů světové<br />
energetiky, kde především fosilní paliva jako zemní plyn a<br />
uhlí slouží jako energetický zdroj pro výrobu elektřiny a<br />
vytápění.<br />
• Produkty zpracování ropy jsou nezbytné pro pohon<br />
spalovacích motorů.<br />
• Uhlík je typický nekovový prvek, který se v elementárním<br />
stavu jako minerál vyskytuje v přírodě ve dvou základních<br />
alotropických modifikacích a v posledních přibližně 20<br />
letech byly la<strong>bor</strong>atorně vytvořeny modifikace další
<strong>Prvky</strong> IV.A skupiny<br />
- uhlík -<br />
nukleonové číslo<br />
relativní atomová<br />
hmotnost<br />
molární hmotnost<br />
12(A)<br />
C<br />
6 (Z)<br />
UHLÍK<br />
2,5<br />
Carboneum<br />
značka prvku<br />
elektronegativita<br />
protonové číslo<br />
pořadové číslo<br />
český název<br />
latinský název
<strong>Prvky</strong> IV.A skupiny<br />
- uhlík -
<strong>Prvky</strong> IV.A skupiny<br />
- uhlík - výskyt -<br />
• Uhlík je důležitou složkou uhličitanu vápenatého a<br />
uhličitanu hořečnatého(CaCO 3 a MgCO 3 ), která tvoří<br />
horninu vápenec a dolomit (vápencová pohoří, krasy,<br />
dolomity).<br />
• Oxid uhličitý (CO 2 ) se nachází volně ve vzduchu (např.<br />
produkt biologické oxidace – dýchání, sopečné činnosti)<br />
rozpouští se ve vodě za vzniku slabé kyseliny uhličité<br />
(H 2 CO 3 ).<br />
• Při nedokonalém spalování vzniká nebezpečný oxid<br />
uhelnatý (CO).<br />
• Uhlík se v přírodě vyskytuje i v čistém stavu, vytváří dvě<br />
základní modifikace diamant (krychlová soustava) a tuhu<br />
(šesterečná soustava).
<strong>Prvky</strong> IV.A skupiny<br />
- uhlík - užití -<br />
• Grafit neboli tuha je např. složkou sazí, které vznikají spalováním<br />
fosilních paliv. Je přitom přítomen v částečkách natolik nepatrných<br />
rozměrů, že saze mají spíše vlastnosti amorfního uhlíku (výroba tužek a<br />
žáruvzdorných kelímků).<br />
• Diamant se vyskytuje se v různých barevných modifikacích od takřka<br />
průhledné až po černou. Protože ke vzniku diamantu je zapotřebí<br />
obrovských tlaků a vysokých teplot, jsou nalézány především tam, kde<br />
žhavé magma z velkých hloubek vystoupilo na zemský povrch (výroba<br />
šperků, ložisek, brusného materiálu).<br />
• Všechna fosilní paliva jako je uhlí, ropa a zemní plyn obsahují různá<br />
množství uhlíku nebo jeho sloučenin.<br />
• Jantar je zvláštní forma uhlíkatého minerálu. Jedná se o mineralizované<br />
zbytky třetihorních pryskyřic (výroba šperků).<br />
• Horniny neboli vápence jsou biogenního původu, podle přítomných<br />
příměsí mají různou barvu i mechanické vlastnosti (výroba stavebních<br />
surovin - pálené vápno, cement nebo dekorační mramor).
• Chemie pro střední školy<br />
Jiří Banýr,Pavel Beneš a kolektiv<br />
SPN Praha,1997<br />
• Fyzika v kostce pro střední školy<br />
Vladimír Lank,Miroslav Vondra<br />
nakladatelství Fragment,1996<br />
• www.wikipedie.cz<br />
• www.google.cz
Change language