Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Materiały pochodzą z Platformy Edukacyjnej Portalu www.szkolnictwo.pl Wszelkie treści i zasoby edukacyjne publikowane na łamach Portalu www.szkolnictwo.pl.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Materiały pochodzą z Platformy Edukacyjnej Portalu www.szkolnictwo.pl Wszelkie treści i zasoby edukacyjne publikowane na łamach Portalu www.szkolnictwo.pl."— Zapis prezentacji:

1 Materiały pochodzą z Platformy Edukacyjnej Portalu Wszelkie treści i zasoby edukacyjne publikowane na łamach Portalu mogą być wykorzystywane przez jego Użytkowników wyłącznie w zakresie własnego użytku osobistego oraz do użytku w szkołach podczas zajęć dydaktycznych. Kopiowanie, wprowadzanie zmian, przesyłanie, publiczne odtwarzanie i wszelkie wykorzystywanie tych treści do celów komercyjnych jest niedozwolone. Plik można dowolnie modernizować na potrzeby własne oraz do wykorzystania w szkołach podczas zajęć dydaktycznych.

2 PIERWIASTKI BLOKU ENERGETYCZNEGO D

3 Spis treści Pierwiastki przejściowe Blok d – grupy poboczne Charakterystyka pierwiastków bloku d Właściwości chemiczne pierwiastków bloku d Wybrane pierwiastki bloku d Triada żelazowców Miedziowce – grupa 11 Cynkowce – grupa12 Chrom i jego związki Chrom i jego związki oraz Mangan i jego związki omówione są w osobnych prezentacjachMangan i jego związki

4 Pierwiastki przejściowe Pierwiastki zewnątrzprzejściowe Pierwiastki wewnatrzprzejściowe Pierwiastki zewnątrzprzejściowe to pierwiastki bloku energetycznego d - pierwiastki grup pobocznych układu okresowego. Pierwiastki wewnątrzprzejściowe to pierwiastki bloku energetycznego f Do bloku tego należą lantanowce i aktynowce, będące metalami z 3 grupy układu okresowego (6 i 7 okres). LANTANOWCE AKTYNOWCE

5 W obrębie tej samej powłoki najniższa jest energia elektronów obsadzających orbital s, następnie wyższa dla p (identyczna dla wszystkich trzech p x, p y i p z ), dalej analogicznie dla elektronów na orbitalach d i w końcu f. Przyjrzyjmy się pierwiastkom 4 okresu układu okresowego. Konfiguracja elektronowa argonu- (1s 2 2s 2 2p 6 2s 2 2p 6 ) (3 okres) Po wypełnieniu orbitalu 3p (argon) powinno nastąpić zapełnianie orbitalu 3d. Tak się jednak nie dzieje!! Orbital 4s gwarantuje niższą energie niż 3d i to on jest wcześniej zapełniany elektronami Konfiguracja elektronowa dla powłoki walencyjnej Ca - : 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 d 0 4s 2 ( grupa 2) Co się dzieje od pierwiastka rozpoczynającego 3 grupę układu - Sc? Po zapełnieniu orbitalu s wyższej powłoki (4s) następuje powrót do powłoki niższej i dalej zgodnie z regułą zapełniane są orbitale typu d (5 orbitali 3d, 10 elektronów w 10 kolejnych pierwiastkach od Sc do Zn). Po wypełnieniu orbitali 3d, dalej zgodnie z regułą wypełniane są orbitale p (3 orbitale 4p, 6 elektronów, od Ga do Kr). Analogicznie dzieje się w obrębie okresu 5 i 6, przy czym w okresie 6, po ulokowaniu na orbitalu 5d jednego elektronu następuje wypełnienie orbitali 4f. Jest to grupa 14 pierwiastków, rozpoczynająca się lantanem (La: 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 d 10 4s 2 p 6 d 10 f 0 5s 2 p 6 d 1 f 0 6s 2 ), zwana lantanowcami. W obrębie tej samej powłoki najniższa jest energia elektronów obsadzających orbital s, następnie wyższa dla p (identyczna dla wszystkich trzech p x, p y i p z ), dalej analogicznie dla elektronów na orbitalach d i w końcu f. Przyjrzyjmy się pierwiastkom 4 okresu układu okresowego. Konfiguracja elektronowa argonu- (1s 2 2s 2 2p 6 2s 2 2p 6 ) (3 okres) Po wypełnieniu orbitalu 3p (argon) powinno nastąpić zapełnianie orbitalu 3d. Tak się jednak nie dzieje!! Orbital 4s gwarantuje niższą energie niż 3d i to on jest wcześniej zapełniany elektronami Konfiguracja elektronowa dla powłoki walencyjnej Ca - : 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 d 0 4s 2 ( grupa 2) Co się dzieje od pierwiastka rozpoczynającego 3 grupę układu - Sc? Po zapełnieniu orbitalu s wyższej powłoki (4s) następuje powrót do powłoki niższej i dalej zgodnie z regułą zapełniane są orbitale typu d (5 orbitali 3d, 10 elektronów w 10 kolejnych pierwiastkach od Sc do Zn). Po wypełnieniu orbitali 3d, dalej zgodnie z regułą wypełniane są orbitale p (3 orbitale 4p, 6 elektronów, od Ga do Kr). Analogicznie dzieje się w obrębie okresu 5 i 6, przy czym w okresie 6, po ulokowaniu na orbitalu 5d jednego elektronu następuje wypełnienie orbitali 4f. Jest to grupa 14 pierwiastków, rozpoczynająca się lantanem (La: 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 d 10 4s 2 p 6 d 10 f 0 5s 2 p 6 d 1 f 0 6s 2 ), zwana lantanowcami.

6 Konfiguracje elektronowe Blok d – grupy poboczne Pola zaciemnione oznaczają anomalie Grupa 3 - skandowce Grupa 4 - tytanowce Grupa 5 - wanadowce Grupa - chromowce Grupa 7 - manganowce Grupa 8 - żelazowce Grupa 9 - kobaltowce Grupa 10 - niklowce Grupa 11 - miedziowce Grupa 12 - cynkowce Nazewnictwo

7 Dla grup 8-10 właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków w obrębie grupy różnią się znacznie, natomiast są dość zgodne dla triad w obrębie okresu 1.Fe, Co, Ni - żelazowce; 1.Ru, Rh, Pd - platynowce lekkie 1. Os, Ir, Pt - platynowce ciężkie

8 Charakterystyka pierwiastków bloku d

9 Mała aktywność chemiczna. Metale półszlachetne – srebro; metale szlachetne – złoto, platyna, pallad, iryd. Mała elektroujemność. Tworzenie związków na różnych stopniach utlenienia. niskie stopnie utlenienia – proste kationy wyższe stopnie utlenienia – złożone aniony Z wyjątkiem metali szlachetnych, reagują po podgrzaniu z tlenem. Niektóre w temperaturze pokojowej reagują powoli z parą wodną ulegając korozji. Reakcje z kwasami: aktywniejsze od wodoru wypierają go z kwasów dając sole mniej aktywne od wodoru reagują tylko z kwasami silnie utleniającymi. Mają tendencje do tworzenia kompleksów Związki niektórych metali są barwne w roztworach wodnych jonCu 2+ Fe 2+ Fe 3+ Mn 2+ Cr 3+ MnO 4 - CrO 4 2- Cr 2 O 7 2- barwa niebieskajasno zielone żółteblado różowe zielonefioletoweżółtepomarańczowe Właściwości te wiążą się z absorpcją światła przez elektrony znajdujące się na częściowo zapełnionej podpowłoce d.

10 Stopnie utlenienia PierwiastekStopnie utlenienia ScIII TiII III IV VII III IV V CrII III IV VI MnII IV VII FeII III CoII NiII CuI II ZnII ZrIV MoVI AgI CdII PtIV HgII Właściwości kwasowe amfoteryczne i zasadowe W miarę wzrostu wartościowości charakter połączeń tych pierwiastków zmienia się z zasadowego przez amfoteryczny do kwasowego. Połączenia na wyższym stopniu utlenienia utleniaczami, których reaktywność zależy od charakteru środowiska

11 MetalZwiązki z tlenemZwiązki z aktywnym niemetalem Produkt reakcji z kwasem beztlenowym Produkt reakcji z kwasem utleniającym (HNO 3 ) Produkt reakcji z zasadą(NaOH) MnMnO 2, Mn 2 O 3 MnCl 2, MnSMnCl 2 Mn(NO 3 ) 2 ======== ZnZnOZnCl 2, ZnSZnCl 2 Zn(NO 3 ) 2 Na 2 [Zn(OH) 4 ] CrCrO, Cr 2 O 3, CrO 3 CrCl 2, CrSCrCl 2 Cr(NO 3 ) 3 ======== FeFeO, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4 FeCl 2, FeSFeCl 2 Fe 2 O 3 ======== CuCu 2 O, CuOCuCl 2, CuS========Cu(NO 3 ) 2 ======== Ag========AgCl, Ag 2 S========AgNO 3 ========

12 Wybrane pierwiastki bloku d Tworzą ją pierwiastki 8, 9 i 10 grupy okresu IV Są to żelazo (Fe), kobalt (Co) i nikiel (Ni) Właściwości fizyczne: Metale, o dobrej kowalności i ciągliwości temperatura topnienia około 1500°C. W temperaturze pokojowej wszystkie są ferromagnetykami (nikiel traci właściwości ferromagnetyczne już w temperaturze 363°C -temperatura Curie). Właściwości chemiczne: W związkach występują zazwyczaj na +2 i +3 stopniach utlenienia. W szeregu napięciowym metali leżą przed wodorem, wypierają zatem wodór z kwasów. Nie roztwarzają się w stężonym kwasie azotowym(V), ulegając pasywacji (pokrywając się cienką warstewką tlenku, nie dopuszczającą do dalszej reakcji). Tworzą zwiazki o charakterze kompleksów

13 bardzo reaktywny, reaguje z kwasami na zimno, łączy się też bezpośrednio z większością niemetali w suchym powietrzu pokrywa się warstwą tlenku (tzw. rdzą) w związkach chemicznych występują głównie na +II, +III stopniu utlenienia oraz +IV, +V i +VI w żelazianach itp. związkach stopień utlenienia IIIIIIVVVI przykład związku FeOFe 2 O 3 FeO FeO 3 - FeO charakter chemiczny amfoteryczny kwasowy istnieją tylko w postaci zhydrolizowanych soli własności utleniające rosną Żelazo i jego właściwości Żelazo występuje w czterech odmianach alotropowych: Jedynie żelazo posiada własności ferromagnetyczne. Przemiana alotropowa żelaza w żelazo zachodzi w temperaturze 768°C Przemiana alotropowa żelaza w żelazo zachodzi w temperaturze 910°C, a w w temperaturze powyżej 1410°C. Fe(OH) 2 – jasno zielony łatwo utlenia się w powietrzu do Fe(OH) 3 – brązowy 4 Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O 4 Fe(OH) 3

14 Schemat wielkiego pieca

15 Należą do niej miedź (Cu), srebro (Ag), złoto (Au) Konfiguracja elektronowa powłok walencyjnych (n-1)d 10 ns 1 sugeruje, że występować powinny jako pierwiastki jednowartościowe. W rzeczywistości często dochodzi do zaangażowania elektronów orbitali d i powstawania związków także dwu- i trójwartościowych. Srebro tworzy głównie związki jednowartościowe, miedź dwuwartościowe a złoto najczęściej występuje jako trójwartościowe. Srebro Nie utlenia się na powietrzu i dlatego występuje w skorupie ziemskiej w stanie rodzimym. W związkach występuje na +1 stopniu utlenienia. Jego powierzchnia czernieje gdyż reaguje z siarkowodorem zawartym w powietrzu: 4 Ag + 2H 2 S + O 2 2Ag 2 S +2H 2 O Reaguje z siarką, fluorowcami. Nie wypiera wodoru z kwasów, reaguje jedynie z gorącym kwasem azotowym i siarkowym, redukując je do odpowiednich tlenków (podobnie jak miedź). Ag + 4HNO 3 3AgNO 3 + NO + 2H 2 O Amoniakalny roztwór tlenku srebra Ag 2 O (Ag(NH 3 ) 2 OH ) jest używany do reakcji wytwarzania lustra srebrowego (reakcja charakterystyczna dla aldehydów). Halogenki srebra są światłoczułe (w fotografii stosowany jest głównie bromek srebra) i na świetle ciemnieją.

16 Miedź W związkach chemicznych występuje na II, rzadziej na I stopniu utlenienia. Tworzy też związki kompleksowe ( stopień utlenienia III albo IV) W wilgotnym powietrzu atmosferycznym miedź pokrywa się zieloną patyną (zasadowy węglan miedzi(II) – Cu 2 (OH) 2 CO 3 ). Pod wpływem działania tlenu suchego powietrza pokrywa się powierzchniowo tlenkiem Cu 2 O, nadającym jej charakterystyczne czerwonawe zabarwienie. Oba te procesy chronią miedź przed dalszym wpływem czynników atmosferycznych. Nie wypiera wodoru z kwasów – w szeregu elektrochemicznym znajduje się za wodorem ( potencjał dodatni) Wchodzi w reakcję z kwasami utleniającymi (HNO 3, st. H 2 SO 4 ) Związki miedzi na I stopniu utlenienia są nietrwałe i ulegają w roztworach wodnych dysproporcjonowaniu, dając oprócz miedzi niebieskie jony Cu 2+ 2Cu + Cu 2+ + Cu 0 Łączy się bezpośrednio z chlorem i siarką

17 Złoto Odporne na działanie większości czynników chemicznych. Rozpuszcza go (roztwarza) dopiero tzw. woda królewska (mieszanina kwasu solnego i azotowego) przeprowadzając w kwas chlorozłotowy HAuCl 4. Złoto jest roztwarzane także w zasadowych roztworach cyjanków (w obecności utleniaczy, np. tlenu) tworząc kompleksy cyjanozłocianowe: 4 Au + 8 KCN + O H 2 O 4 K[Au(CN) 2 ] + 4 KOH Ze względu na swą niska odporność mechaniczna jest stosowane w postaci stopów, głownie z miedzią. Zawartość złota w jego stopach określa się często w karatach, czyli ilości części wagowych złota w 24 częściach wagowych stopu.

18 Cynkowce: Zn (cynk), Cd (kadm), Hg (rtęć) leżą w 12 grupie układu okresowego. Konfigurację elektronów walencyjnych można przedstawić następująco: (n – 1)d 10 ns 2 Ze względu na obecność wypełnionej podpowłoki d, co jest układem bardzo stabilnym, w pierwiastkach tej grupy elektronami walencyjnymi są praktycznie tylko dwa elektrony podpowłoki s. Pierwiastki te występują w związkach na +2 stopniu utlenienia. Cynk i kadm maja potencjały normalne ujemne, rtęć ma potencjał normalny dodatni (+0,8V). Wszystkie cynkowce tworzą kompleksy z udziałem nieobsadzonych orbitali p ostatniej powłoki. Kompleksów nie tworzy jedynie rtęć jednowartościowa. Rtęć Jest pierwiastkiem dość odpornym chemicznie. Występuje na +1 i +2 stopniu utlenienia. Reaguje z siarką oraz chlorowcami. Nie reaguje z kwasami beztlenowymi (dodatni potencjał normalny). Rozpuszcza się w kwasie azotowym(V), stężonym siarkowym(VI) i wodzie królewskiej. Np..rozcieńczony kwas azotowy z nadmiarem rtęci daje azotan rtęci(I): 6Hg + 8HNO 3 2Hg 2 (NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2 O

19 Cynk Należy do bardzo reaktywnych metali. W swych związkach jest zawsze dwuwartościowy. Na powietrzu ulega pasywacji, pokrywając się cienką warstewką zasadowego węglanu. Spala się w powietrzu niebieskozielonym płomieniem dając biały tlenek ZnO. Z kwasów wypiera wodór przechodząc w odpowiednią sól. Rozpuszcza się w roztworach ługu tworząc cynkany (pochodne kwasu cynkowego): Zn + 2NaOH + 2H 2 O > H 2 + Na 2 [Zn(OH) 4 ] (lub w formie nieuwodnionej Na 2 ZnO 2 ) Cynk jest używany do powlekania blach, rur i drutów żelaznych w celu ochrony przeciwkorozyjnej. Będąc metalem aktywniejszym od żelaza, w przypadku uszkodzenia powłoki zabezpieczającej pełni w powstałym mikroogniwie role anody i utlenia się pierwszy, chroniąc żelazo przed korozją.

20 Bibliografia Chemia ogólna i nieorganiczna - M. Litwin Repetytorium z chemii -M. Klimaszewska Właściwości chemiczne metali - dr inż. Krystyna Moskwa


Pobierz ppt "Materiały pochodzą z Platformy Edukacyjnej Portalu www.szkolnictwo.pl Wszelkie treści i zasoby edukacyjne publikowane na łamach Portalu www.szkolnictwo.pl."

Podobne prezentacje


Reklamy Google