P-prvky

1. Úvod

– prvky: B, Al, Ga, In, Tl

– el. konfigurace: ns²np¹ => 3 valenční elektrony

– mají 2 volná místa v p orbitalu => možná excitace, je ale maximálně trojvazný

– jsou to typické kovy kromě boru

– bor – tvoří kovalentní vazby

– výskyt – Al – častý v zemské kůře díky hlinitokřemičitanům

– bauxit – Al₂O₃, oranžový, až načervenalý kámen

– AlO₃ * nH₂O – hydratovaný

– Al₂O₃ – smaragd (zelený)

– safír (modrý)

– rubín (červený)

– topaz (žlutý)

– korund (bílý) – smirek (šedý až černý) – velký obsah korundu

– používá se při broušení (korund hodně tvrdý)

– používá se namletý

– B – borax – Na₂B₄O₇*10 H₂O – nevystihuje strukturu – Na₂[B₄O₅(OH)₄]*8 H₂O

2. Hliník

– Al

– neušlechtilý kov – reaguje s kyselinami, vytěsňuje vodík

– pasivace s kyselinou sírovou a dusičnou – vznik soli a vodíku

– je lehký – přidává se do slitin – letadla

– je měkký, výborný vodič – ale spoje korodují (Al₂O₃)

– kujný, tažný – folie

– chemické vlastnosti:

1. aluminotermie – pomocí hliníku vytěsňování ušlechtilých kovů

Mn₃O₄ + Al –t–> Mn + Al₂O₃

=> příklad metalotermie – dělají to i jiné kovy

2. koroze – Al + O₂ -> Al₂O₃ – oxid už není vodivý

– Al + O₂ –t– > Al₂O₃ + E – stálý oxid, exotermní reakce

– reakce s vodou: Al + H₂O -> O            Na + H₂O -> NaOH         Al(roztavený, čerstvý) + H₂O -> Al(OH)₃

– reakce s ostatními prvky pouze za vyšší teploty

– je amfoterní – chová se jako kyselina i zásada

– nejen Al, ale i Al₂O₃ nebo Al(OH)₃

Al + H₂SO₄ -> Al₂(SO₄)₃ + H₂

Al + NaOH -> Na[Al(OH)₄] + H₂ = tetrahydroxodhlinitan sodný

– výroba hliníku – z bauxitu (příměsi SiO₂, Fe₂O₃)

• úplně čistý oxid hlinitý
• výroba hliníku tavnou elektrolýzou – uhlíkové bloky jako katoda

– kryolit – funguje jako tavivo – snižuje Tt tavby

– Na₃AlF₆

– elektrolyt – Al₂O₃

– anoda – C

– odvod tekutého Al

tavenina: Na₃AlF₆ -> Na⁺ + AlF₆^3-

Al₂O₃ -> O^2- + Al³⁺ – vylučuje se na katodě

K_R⁺: Al³⁺ + 3 e^– -> Al⁰

A_O⁺: O^2- + C (anoda, vyhořívá) – CO₂

– využití sloučenin Al – Al₂O₃ – korund (smirek) – brusný leštící prostředek

– barevné – klenotnictví

– Al₂(SO₄)₃ – přidává se do papíru – klížení (lesklý, hladký papír)

– Al(CH₃COO)₃ – lékařství, roztok na otekliny

– KAl(SO₄)₂*12 H₂O – kamenec, lékařství – zastavuje krvácení

– Al₂(SiO₃)₃ – kaolinit, základní surovina pro výrobu keramiky a porcelánu

– výroba porcelánu: kaolinit + křemenný písek + živec => namele se + H₂O-> těsto, tvarování=>

vypálení => porcelán

– dále glazování taveninou NaCl většinou

2. Bor

– B

– zdrojem borax = tetraboritan sodný – Na₂B₄O₇* 10 H₂O

– vlastnosti – podobné jako CaSi

– kovalentní vazby, pevná látka

– využití – je žáruvzdorný, tvrdý, vysoký bod tání, polovodič

– vaznost – převážně trojvazný: B: 2s²2p¹   B*: 2s¹2p²

– excitovaný – 1 p orbital volný – může přijímat celé el. páry => i 4 vazný

– velké meziatomové prostory – atomy kovů se můžou intersticiovat = kovové boridy – extrémně tvrdé, mechanicky netečné, žáruvzdorné, borové tyče – pohlcování neutronů

– sloučeniny – boran – diboran – B₂H₆

– plynné těkavé, přibližují se vlastnostmi uhlovodíkům

– v diboranu existují 2 typy vazeb – vnější atomy vodíku (4) jsou vázány vazbami

sigma

– zbývající atomy H (2) jsou vázány tzv. elektro-

                                                                                                    deficitními vazbami

– systém B-H-B je vzájemně poután pomocí 2

1. = trojstředová vazba

– kyselina boritá – H₃BO₃ – 3% roztok = borová voda – antiseptické účinky

– je slabá

– soli – boritany – borax – Na₂B₄O₇* 10 H₂O 

– sklářství (výroba optických skel)

– zdroj boru, výroba keramiky, glazura