Budowa, podział i właściwości. Węgliki

to związki węgla i metali lub niemetali o mniejszej elektoujemności. Węgliki - to związki węgla i metali lub niemetali o mniejszej elektoujemności.

MxyCyx Wzór ogólny gdzie C– węgiel, M – pierwiastek o elektroujemności mniejszej od węgla, x – wartościowość węgla, y – wartościowość M.

Nazewnictwo Nazwy węglików są dwuczłonowe. Pierwszy człon to słowo „węglik” z pominięciem wartościowości, a drugi – nazwa pierwiastka stojącego przed węglem. Np.: SiC – węglik krzemu, Be4C3 – węglik berylu. Nazwy zwyczajowe węglików, które warto znać: Karbid (acetylenek) – węglik wapnia, CaC2, Metylenek – węglik glinu, Al4C3, Karborund – węglik krzemu, SiC.

Przykłady węglików Węgliki metali: Węgliki niemetali: CaC2 – węglik wapnia, Al4C3 – węglik glinu (o budowie jonowej), TiC – węglik tytanu, V2C – węglik wanadu, WC – węglik wolframu. (bardzo odporne chemicznie, termicznie i mechanicznie, wiązania metaliczne) Węgliki niemetali: SiC – węglik krzemu, Be4C3 – węglik berylu (oba związku bardzo twarde pomimo wiązań kowalencyjnych)

Węgliki Jonowe Międzywęzłowe Kowalencyjne Acetylenki Metylenki Podział węglików Węgliki Jonowe Międzywęzłowe Kowalencyjne Acetylenki Metylenki

Węgliki jonowe - To taka podgrupa węglików, w której występują wiązania jonowe. Tworzą ją metale 1. i 2. grupy oraz glin (LiC, NaC, KC, Al4C3). są krystaliczne, pod wpływem wody ulegają hydrolizie z wydzieleniem odpowiedniego węglowodoru. Acetylenki: zawierają anion C22-, mający budowę zbliżoną do acetylenu, z którego usunięto oba atomy wodoru. Występuje potrójne wiązanie kowalencyjne między atomami węgla. l

Węgliki międzywęzłowe To podgrupa węglików tworzona przez metale grup 4., 5. i 6. (TiC, V2C, WC). Ich cechy charakterystyczne to: duża twardość, wysokie temperatury topnienia, odporność chemiczna i metaliczna, metaliczny połysk, przewodnictwo prądu elektrycznego.

Węgliki kowalencyjne To podgrupa węglików tworzona przez pierwiastki o porównywalnej elektroujemności, tworzące z węglem wiązania kowalencyjne (SiC, Be4C3). Ich cechy charakterystyczne to: duża twardość, krystaliczność, bierność chemiczna.

Węglik wapnia Karbid, acetylenek wapnia CaC2 Wykorzystywany do wytwarzania acetylenu. Reaguje z parą wodną i dwutlenkiem węgla, tworząc wodorotlenek wapnia i węglan wapnia. Dawniej używany jako źródło światła w latarniach morskich (spalanie acetylenu). Puszka karbidowa.

Azotki Azotki to związki chemiczne w których azot posiada trzeci stopień utlenienia. Pochodne amoniaku

MyxNxy Wzór ogólny Wzór ogólny azotków przedstawia się następująco: Gdzie: x- wartościowość azotu N-azot y- wartościowość M M- metal lub niemetal

Nazewnictwo Nazwy związków są dwuczłonowe. Pierwsza część nazwy to „azotek” druga to nazwa metalu lub niemetalu podana w dopełniaczu liczby pojedynczej np: azotek litu- Li3N azotek boru- BN (Nazwa zwyczajowa borazon) azotek galu- GaN

Podział azotków AZOTKI Jonowe Kowalencyjne Międzywęzłowe

Azotki jonowe Berylowce, lit oraz pierwiastki 11 i 12 grupy tworzą azotki o charakterze cząsteczek olbrzymów, które są bardzo twarde, odporne mechanicznie oraz termicznie. np: Ca3N2 (azotek wapnia), AlN (azotek glinu), Si3N4(azotek siarki IV) , P3N5(azotek fosforu).

Azotki międzywęzłowe Azotki metali przejściowych. Atom azotu lokuje się w sieci krystalicznej metalu. Cechy charakterystyczne takich związków to: Stały stan skupienia Wysokie temperatury topnienia i wrzenia Duża odporność chemiczna Niektóre azotki międzywęzłowe: -Azotek wanadu -Azotek chromu -Azotek żelaza

Azotki kowalencyjne Niemetaliczne odpowiedniki azotków jonowych. Cechy charakterystyczne: Występują we wszystkich stanach skupienia Odznaczają się zróżnicowaną reaktywnością chemiczną Przykłady związków: Azotek galu Azotek boru (BN)

Niektóre zastosowania azotków Azotki ze względu na różnorodność swoich właściwości mają bardzo szerokie spektrum zastosowań. Azotki charakteryzujące się wysoką twardością i ogniotrwałością, jak azotek tytanu czy azotek boru znajdują zastosowanie między innymi w produkcji ostrzy narzędzi tnących i skrawających, ogniotrwałych naczyń laboratoryjnych i pokryć ochronnych. Azotek galu znalazł zastosowanie w wytwarzaniu m.in. niebieskiego lasera. Tak jak niektóre tlenki, azotki mogą absorbować wodór i są rozważane pod kątem magazynowania wodoru, np. azotek litu.

Otrzymywanie Azotków Azotki są otrzymywane w reakcji utleniania metali z azotem w temperaturze 700-1200 ° C 3 Mg + N2 Mg3N2 W szczególnych przypadkach: BN + 3 IF -30O C NI3 + BF3 Ulegają one często rozkładowi pod wpływem wody lub kwasów: 2Li3N + 6H2O = 6LiOH + 2NH3 Ca3N2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2NH3 Zn3N2 + 6H2O → 3Zn(OH)2 + 2NH3 Mg3N2 + 6H2O → 3Mg(OH)2 + 2NH3

Azotek galu -wzór sumaryczny GaN -emituje promieniowanie niebieskie -używany w laserach, fotoidach i innych urządzeniach elektronicznych -emiter światła niebieskiego

Wodorki Związki wodoru z innymi pierwiastkami. Przeważnie ciała stałe budujące jonowe sieci krystaliczne zawierające jony H- oraz kationy metalu. Po stopieniu przewodzą prąd elektryczny. Otrzymuje się je poprzez reakcję danego pierwiastka z wodorem, przy czym reakcje te zachodzą przeważnie w podwyższonych temperaturach i w obecności katalizatorów.

Wodorki Wzór ogólny : MxHx, HxMx. Legenda: M- pierwiastek w związku z wodorem, X – wartościowość pierwiastka, H- wodór.

Wodorki Nazewnictwo: Nazewnictwo dla grup 1-15 analogicznie, jak dla tlenków. Dla grup 16-17: nazwa pierwiastka-wodór albo dodajemy do nazw pierwiastka przyrostek ‘an’.

Wodorki Przykłady: Wodorek sodu – NaH, Glinowodorek litu – LiAlH4, Wodorek wapnia-CaH2, FeH2 - wodorek żelaza(II), BH2 - wodorek boru, SiH2 - wodorek krzemu , H2O - wodorek tlenu .

Wodorki Podział: Metaliczne, Międzywęzłowe, Kowalencyjne, typu soli.

Wodorki Wodorki Metaliczne - produkty syntezy wodoru z metalami bloków d i f, odznaczają się połyskiem i własnościami metalicznymi, często niestechiometryczne. Przykłady: PdH0,6, CeH2,8, TiH2

Wodorki Wodorki Międzywęzłowe – ciała stałe składające się z sieci krystalicznej z wbudowanymi w przestrzennie międzywęzłowe atomami wodoru. Przykład: PdHx.

Wodorki Wodorki typu soli – związki tworzące sieci jonowe, powstające w wyniku reakcji wodoru z litowcami i berylowcami (oprócz berylu i magnezu). Zawierają jony wodorkowe H- ; w reakcji z wodą wydzielają wodór. Przykłady: NaH, CaH2.

Wodorki Wodorki Kowalencyjne - gazy lub lotne ciecze. Tworzą je węglowce, azotowce, tlenowce i fluorowce oraz beryl, magnez i bor. Posiadają bardzo zróżnicowane własności chemiczne. Dzielą się na: Wodorki o charakterze obojętnym np. CH4, SiH4. Wodorki o charakterze zasadowym np. NH3, PH3. Wodorki o charakterze kwasowym np. H2S.

Źródła M. Litwin, S. Styka-Wlazło, J. Szymońska, „Chemia ogólna i nieorganiczna. Kształcenie ogólne w zakresie podstawowym. Podręcznik dla liceum ogólnokształcącego, liceum profilowanego i technikum”, Nowa Era, Warszawa 2002. Opracowania uczniów LA z poprzednich lat (węgliki, azotki, wodorki). Internet (głównie portal Wikipedia).

Dziękujemy za uwagę Pracę wykonali: W. Kopczyński P. Matuszewicz T. Martynowski A. Wawrzonkowska kl. I cL