P-prvky
- 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
- 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:
- aluminotermie – pomocí hliníku vytěsňování ušlechtilých kovů
Mn3O4 + Al –t–> Mn + Al2O3
=> příklad metalotermie – dělají to i jiné kovy
- 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+ + AlF63-
Al2O3 -> O2- + Al3+ – vylučuje se na katodě
KR+: Al3+ + 3 e– -> Al0
AO+: O2- + 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
- 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
- = 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