Brainscape's Knowledge GenomeTM


Top Flashcards (Certified)
All Flashcards

Anorganska kemija > 14. skupina > Flashcards

14. skupina Flashcards

1
Q

elementi 14. skupine
značilnosti

A

C ogljik
Si silicij
Ge germanij
Sn kositer
Pb svinec

-po skupini navzdol narašča kovinski značaj (Si in Ge polprevodnika, Sn in Pb kovinske lastnosti)
-pomembni skupini spojin: organske spojine (C) in silikati (Si + O)
razlog: močne enojne vezi C-C (najmočnejša za H-H) in Si-O

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

tvorba vezi

A

4 valenčni elektrini s2p2

1) sprejem elektronov: le pri C in Si (edina dovolj nekovinska) z močno elektropozitivnimi elemeti (C2”2- , C”4-, Si”4-)

2) oddajanje elektronov: pri C ni znano, Si Ge redko, Sn in Pb obstajata kot dvo in štirivalentna kationa

3) kovalentne vezi: praviloma 4 (sp3 hibridizacija=, od Si navzdol možnih 6 kovalentnih vezi (oktaedrična koordinacija)
vezi lahko tudi dvojne ali trojne

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

C viri in pridobivanje

A

viri ogljika: premog, nafta, les, minerali

suha destilacija lesa → amorfni ogljik (oglje, koks, saje)
iz tega dobimo grafit v elektropečeh preko SiC
Si + C(saje) → SiC (2 000 C)
SiC → Si + C(grafit) (2 200 C)

uporaba grafita za elektrode

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Si viri in pridobivanje

A

Si za kisikom drugi najpogostejši element zemeljske skorje
pridobivanje iz dioksida po redukciji z ogljikom pri 2 500C → amorfni silicij
SiO2 + 2C → Si + 2CO

aluminotermična reakcija (kristalični Si, ki se ne topi v kislinah)
SiO2 + Al → Si + Al2O3

čiščenje za pridobivanje izredno čistega polprevodniškega Si
Si + Cl2 → SiCl4
čiščenje z destilacijo, nato reducirajo nazaj do Si
SiCl4 + H2 → Si + HCl
sledi še consko taljenje/ conska rafiniracija, klado Si predalijo v obročasti peči po celi dolžini, nečistoče se koncentrijajo v talini, dobijo Si kot čist monokristal

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Si značilnosti

A

Si kristalizira v diamantnem strukturnem tipu
nereaktiven element
v kislinah se ne raztaplja (razen HF → plin SiF4)

pri višjih temp. reagira z razt. ali talino ionskih hidroksidov
Si + NaOH + H2O→ Na2SiO3 + H2

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Si zrcalo

A

SiO2 + 2Mg → Si + 2MgO

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Ge viri in pridobivanje

A

Ge v naravi zelo razpršen
pridobivajo iz germanita (Cu6FeGe2S8)
iz njega v zmesi HNO3 + H2SO4 → GeO2
ta se pri 1000C reducira z vodikom do germanija

čiščenje poteka preko GeCl4
z vodo pretvorba do GeO2 in redukcija z vodikom

Ge ima podobne lastnosti kot Si

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Sn pridobivanje

alotropne modifikacije

A

Iz kasiterita SnO2 z redukcijo z ogljikom
SnO2 + 2C → Sn + 2CO

alotropne modifikacije:
alfa Sn: sivi prah (diamantna struktura) 13C
beta Sn: kovinsko bele barve, uporaben v tej obliki
gama Sn: zelo krhek 161C

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

zlitine kositra

A

Cu + Sn → bron
91% Cu, 9%Sn, sledovi P

Pb + Sn → cin
30% Pb, 60% Sn

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

reaktivnost Sn
HCl
NaOH

A

Sn bolj reaktiven kot Si in Ge
reagira z močnimi kislinami in ionskimi hidroksidi

Sn + HCl → SnCl2 + H2
Sn + NaOH + H2O → Na2[Sn(OH)6] + H2

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Pb viri in pridobivanje

A

Pb je kovina pridobivanje iz galenita (PbS) s praženjem
rezultat ni oksid kot običajno! ampak PbO in PbSO4
PbS + O2 → PbO + SO2
PbS + O2 → PbSO4
PbS + PbO → Pb + SO2
PbS + PbSO4 →Pb + SO2
majhen izkoristek, povečamo z redukcijo z ogljikom ter dodatkom kremena in apna
PbSO4 + C → PbS + CO
PbO + CO → Pb + CO2
PbSO4 + SiO2 → PbSiO3 + SO2 + O2
PbSiO3 + CO + CaO →Pb + CaSiO3 → CO2

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

alotropije

A

C :
-saje
-grafit (plasti, polikondenziran sistem)
-diamant
-fulereni (vedno 12 petkotnikov + šestkotniki → žogica; topni v benzenu ali toluenu)

Sn tri modifikacije
pri ostalih elementih pa le po ena

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

reakcije fulerenov

A

hidrogeniranje → C60H18, C60H36

fluoriranje → C60F46, C60F48

reakcije fulerenov z alkalijskimi kovinami (vgradijo se v praznine, običajno poveča strukturo in prevodnost)
MnC60 (n=1 M=Rb, Cs; n=2,3,4,6 M= Na, K, Rb, Cs)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

karbidi
sinteza

A

karbidi (ionski, kovalentni, intersticijski)
sinteza:
-direktna reakcija elementov na 2000C
-z reakcijo kovinskega oksida z C (visoka T)
-z reakcijo razžarjene kovine z ogljikovodikom
-z reakcijo etina s kovinami v tekočem NH3

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

ionski karbidi

A

C”4- karbidni ion
Be2C, Al4C3
sproščajo metan
Al4C3 + 12H2O → Al(OH)3 + CH4

C2”2- aacetilidni ion (iz acetilena)
elementi 1. in 2. skupine (razen Be in Mg) ter Zn in Cd
sproščajo acetilen
CaC2 + H2O → C2H2 + Ca(OH)2

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

kovalentni karbidi

A

SiC karborund
BC najtrša znana snov

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

intersticijski karbidi

A

-4d in 5d elementi prehoda
C atomi s vgradijo v oktaedrične praznine
povečajo gostoto, tališče, trdoto
-3d elementi prehoda
vrzeli premajhne za vgraditev C atomov
strukture so popačene
med kovino in C kovalentne vezi

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

silicidi

A

sinteza:
neposredno iz elementov
-z redukcijo SiO2 s kovino v prebitku
-silicidi reagirajo s kislinami

Si”4- ion : Mg2Si, Ca2Si
(Si”2-)x ion → verige CaSi
(Si”-)x ion → plasti CaSi2

19
Q

spojine z vodikom- ogljikovodiki

A

priprava iz anorganskih spojin:
CaO + C → CaC2 (segrevanje apna z ogljem brez zraka)
CaC2 + H2O →CaO + C2H2 (CaC2 z vodo sprošča etin oz. acetilen)

20
Q

spojine z vodikom- silani
nastanek

reakcija z vodo
reakcija na traku

A

silani SinH2n+2
iz silicidov v kislem:
Mg2Si + HCl → MgCl2 + SiH4 (na zraku se spontano vžgejo)
hidriranje klorida:
SiCl4 + Li[AlH4] → SiH4 + LiCl + AlCl3
vedno nastane zmes silanov
obstojnost pada z dolžino verige

reagirajo z vodo v alkalnih raztopinah
SiH4 + H2O → SiO2 + H2

na zraku se zmes silanov vžge
SiH4 + O2 → SiO2 + H2O

21
Q

spojine z vodikom
Ge, Sn in Pb

A

germani (do n=5) in stanana (SnH4, Sn2H6) podoben nastanek kot silani (iz germanidov v kislem)

plumban PbH4 nastane le v sledovih na Pb elektrodi kjer se razvija vodik

22
Q

oksidi in oksospojine ogljika

A

pri gorjenju na zraku nastaneta CO2 in CO
manj pogosti oksidi (anhidrida malonove in melitne kisline C3O2 in C12O9)

dve tehnološko pomembni ravnotežji:
2CO(g) ⇿ C(s) + CO2(g)
pri 400C prisoten samo CO2, pri 1000C pa samo CO

vodni plin:
C(s) + H2O(g) → H2(g) + CO(g)
CO(g) + H2O(g) → H2(g) + CO2(g)

23
Q

ogljikov dioksid
z močnimi reducenti
topi v vodi

A

pridobivanje iz karbonatov
z močnimi reducenti reagira pri višjih temp.
CO2 + Mg → C + MgO

v vodi se dobro topi
CO2 + H2O → H2CO3 počasna reakcija (H2CO3 nastane za zelo kratek čas, takoj reagira z vodo)
prva stopnja protolize te kisline je zelo hitra
H2CO3 + H2O ⇿ H3O+ + HCO3-

ogljikova kislina srednje mčna
glede celotne množine raztopljenega CO2 pa je šibka kislina

24
Q

derivati ogljikove kisline
topnost
ravnotežje med karbonati in hidrogenkarbonati v vodi

A

karbonati (soli ogljikove kisline)
nastanek CO2 + baza
v laboratoriju uporabni za pridobivanje oksidov (če segrevamo) in pridobivanje raznih soli (s kislinami, ker je CO2 zelo šika kislina)

topni samo alkalijski karbonati in (NH4)2CO3
hidrogen karbonati topni razen NaHCO3

CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2
raztapljanje in odlaganje apnenca v naravi

25
natrijev karbonat (soda) pridobivanje /ekonomični industrijski postopek)
vhodne surovine NaCl, CaCO3, NH3 (ki se ne porablja) in H2O (ki se tudi formalno ne porablja) najprej iz apnenca dobio CO2 in gašeno apno CaCO3 → CaO + CO2 CaO + H2O → Ca(OH)2 CO2 uvajamo v nasičeno raztopino NaCl in amoniaka, slabo topni natrijev hidrogenkarbonat odfiltriramo NaCl + NH3 + CO2 + H2O → NaHCO3 + NH4Cl pri 200C nastaja soda, CO2 gre nazaj v postopek NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2 regeneracija amoniaka, kalcijev klorid je odpadek NH4Cl + Ca(OH)2 → NH3 + CaCl2 + H2O sumarno: NaCl + CaCO3 → Na2CO3+ CaCl2
26
ogljikov oksid pridobivanje v laboratoriju značilnosti izosteričnost reaktivnost (z Cl2 in H2)
CO: anhidrid mravljinčne kisline laboratorijsko pridobivanje: HCOOH → CO + H2O (75C + konc. H2SO4) krvni strup slabo topen v vodi reducent gori s svetlomodrim plamenom CO izosteren z N2 (izosternost= enako št. atomov in elektronov) CO bolj reaktiven kot N2, ker je polarna snov CO + Cl2 → COCl2 fozgen CO + 2H2 → CH3OH (visok tlak, ZnO + Cr2O3) CO + H2 → zmes ogljikovodikov (180C, vplinjanje premoga)
27
silicijeve kisline pridobivanje značilnosti
pridobivanje: -reakcija SiCl4 z vodo SiCl4 + H2O → H4SiO4 + HCl -reakcija topnih silikatov (npr. Na2SiO3, ki ga dobimo s taljenjem sode in SiO2) s kislino Na2SiO3 + HCl +H2O → H4SiO4 + NaCl H4SiO4 neobstojna hitro polikondenzira: nastanejo verige, obroči, plasti... posušen gel polisilicijevih kislin= silikagel za sušenje plinov, vlago adsorbira, v kapilarah pa kondenzira končni produkt polikondenzacije polisilicijevih kislin je SiO2
28
silicijev dioksid SiO2 reakcija s kislinami reakcija s hidroksidi polimorfne modifikacije
SiO2 (kremenčev pesk) zelo obstojna snov -ne reagira s kislinami razen z HF SiO2(s) + HF(g) → SiF4(g) + H2O(l) -reagira s hidroksidi v talinah SiO2(l) + NaOH(l) → Na2SiO3(l) + H2O(g) polimorfne modifikacije: alfa in beta kremen alfa in beta tridimit alfa in beta kristobalit
29
silikoni
silikoni imajo organski ostanek silikat in silikoni hrbtenica enaka vendar: silikat: še kisiki silikoni: namesto kisikov organske spojine OH skupine v polisilicijevih se zamenjajo z alkilnimi skupinami -olje, guma, mehke in trdne mase -zelo obstojne snovi uporabne tudi pri ekstremno visokih in nizkih temperaturah (CH3)2SiCl2 + 2H2O → (CH3)2Si(OH)2 + 2HCl (CH3)2Si(OH)2 + (CH3)2Si(OH)2 - H2O → veriga
30
silanoli
organski derivati silicijevih kislin ena ali dve OH skupini se ohranita, ostale se zamenjajo z organskimi spojinami (CH3)
31
soli silicijevih kislin= silikati struktura
strukturno izredno raznovrstni uporaba: glina zmes silikatov in aluminosilikatov keramika surovine za porcelan cement katalizatorji, ionski izmenjevalci- zeoliti azbest iz silikatov silikati: otočasti, verižni (enojne, dvojne verige), plastoviti, tridimenzionalni trije tetraedri že lahko tvorijo obroč
32
steklo
steklo= amorfna podhlajena talina sestava: Na- in Ca- silikati dobimo s taljenjem Na2CO3/ CaCO3 + SiO2 (350-400C) kremen sam zelo visoko tališče, če dodamo npr. CaCO3 in žgemo skupaj je tališče veliko nižje kalijeva stekla: tališče nad 450 laboratorijska stekla: borovi in aluminijevi oksidi
33
okso spojine Ge pridobivanje lastnosti
GeO2 pridobivanje: segrevanje germanija na zraku, oksidacija GeS 2 polimorfni modifikaciji: beta kristalobalit GeO4/2 in rutiln GeO6/3 Ge večji atom od Si, tudi koordinacija 6 bolj kovinski značaj od silicija -se ne topi v kislinah, s konc. HCl tvori GeCl4 -reagira s hidroksidi v raztopini -reagira s kovinskimi oksidi v talini -tvori podobne spojine kot silicij -ortogermaniti: verižni in plastoviti germaniti
34
okso spojine Sn
SnO2 kasiterit rutilna struktura SnO6/3 delno amfoteren SnO2 + H3O+ + Cl- → [SnCl6]'2- + H2O SnO2 + Oh- + H2O → [Sn(OH)6]'2-
35
svinčevi oksidi
PbO dve polimorfni modifikaciji rdeča: tetragonalna- termodinamsko bolj obstojna rumena: ortorombska PbO2 rjave barve Pb'4+ je že dovolj močan oksidant, obstojnost najvišjega oksidacijskega št. po skupini navzdol pada? Pb3O4 rdečeoranžne barve (minij) PbO amfoteren oksid pridobivanje: oksidacija Pb na zraku→ PbO PbO + HCl →PbCl2 + H2O PbO + OH- →[Pb(OH)3]- trihitroksidoplumbat(1-)
36
PbO2 pridobivanje značilnosti
pridobivanje: oksidacija Pb2+ soli s Cl2 ali ClO- močan oksidant: oksidira Mn2+ → MnO4- ne topi se v kislinah (višja valenca, manj bazične lastnosti) topi se v vodnih raztopinah hidroksidov → [Pb(OH)6]2- heksahidroksidoplumbat(2-) topi v talinah ionskih hidroksidov (Na2PbO3, Ca2PbO4) na traku pri segrevanju razpade: PbO2 300C→ (Pb12O19, Pb12O17) 370C→ Pb3O4 600C → PbO
37
PbO2 + kisline
spojine z oksidacijskim +2 so obstojnejše od spojin z oksidacijskim +4 PbO2 se v vročih kislinah topi in hkrati oksidira do +2 PbO2 + H2SO4 → PbSO4 + H2O + O2 PbO2 + HNO3 →Pb(NO3)2 + H2O + O2 PbO2 + HCl → PbCl2 + H2O + O2 v hladni HCl →PbCl4 Pb3O4 mešan oksid (2+ in 4+) → Pb2PbO4 svinčev(2+)tetraoksidoplumbat(4-) Pb3O4 + HNO3 →Pb(NO3)2 + PbO2 + H2O dva pomešana: trik: HNO3 ju presortira, iz enega naredi sol, drudi PbO2
38
halogenidi ogljikove spojine
dokaj inertna CF4 in CCl4 sintezi: CaCN2 + F2 (CsF/25C)→ CF4 + CaF2 + N2 CS2 + Cl2 (Fe)→ cCl4 + S2Cl2 pomemben tudi tetrafluoroeten, ki pri polimerizaciji tvori teflon CHCl3 + HF (HF, SbF5)→ CHClF2 + HCl CHClF2 (700C)→ C2F4 + HCl kloriranje CO → fosgen (derivat ogljikove kisline) CO + Cl2 (aktivno oglje)→COCl2
39
halogenidi Si
SiF4 je plin, v suhi atmosferi nereaktiven SiO2 + HF → SiF4 + H2O SiF4 + H2O → H2[SiF6] + SiO2 H2[SiF6] močna kislina, znana sabo v raztopini iz vodnih razt kristalizira (H3O)2[SiF6] SiO2 + C + Cl2 → SiCl4 + CO hkrati oksidacija in redukcija
40
halogenidi Ge, Pb
GeCl4 tekočine + H2O → GeO2x xHO SnCl4 enako GeX4, SnX4, PbX4 obstojnost pada GeX2, SnX2, PbX2 obstojnost narašča PbCl4 segrevanje→ PbCl2 + Cl2
41
sulfidi elementov 14. skupine
CH4 + S (Al2O3, 700C) → CS2 + H2 SiS4 tetraedri- povezani prek robov
42
pseudohalogeni vodikov cianid
pseudohalogeni npe. plinast cianogen (CN)2 Hg(CN)2 + HgCl2 (200C) → (CN)2 + Hg2Cl2 (CN)2 + OH- →CN- + OCN- + H2O vodikov cianid HCN: šibka kislina CH4 + NH3 (1200-1300C)→ HCN + H2 HCN + Na2CO3 → NaCN + H2O + CO2
43
silicijev nitrid
Si3N4 ogljeodporen keramični material SiCl4 + NH3 (- 4HCl)→Si(NH2)4 segrevanje→ Si(NH)2 sefrevanje→ Si3N4

Anorganska kemija (18 decks)

Brainscape helps you reach your goals faster, through stronger study habits.
© 2025 Bold Learning Solutions. Terms and Conditions