Transcript 15. skupina

15. skupina
1
15. skupina (V.A skupina)
Dusík
fosfor
Symbol:
Mezinárodní název:
Počet protonů (Z):
Elektronegativita (X):
Atom. Relat. hmotnost (Ar):
Počet valenčních elektronů:
Elektronová konfigurace:
Oxidační čísla
-III až V
nekov nekov
arsen
antimon
bismut
-III, III, V
III, (V)
polokov polokov kov
Náš Pan Asistent Sbalil Biletářku
2
Jak prvky 15. skupiny získají stabilní konfiguraci
(tzn. Konfiguraci nejbližšího vzácného plynu)?
a) V kovalentních sloučeninách - vytvořením tří kovalentní vazeb
N
1s ↑↓ 2s ↑↓
2p ↑ ↑ ↑
N
1s ↑↓ 2s ↑↓
2p ↓ ↓ ↓
b) V iontových sloučeninách – vznik iontu N3- (nitridy) a P3- (fosfidy)
Schopnost tvořit anionty klesá s elektronegativitou. Již není tolik
výhodné (jako např. u halogenidů).
c) Tvorba více vazeb – především ve sloučeninách s O.
Mohou tvořit až pět vazeb (dusík pouze čtyři)
Vysvětlit sytnost!!!
3
Jednosytná
Dvojsytná
Trojsytná
Dusík
výskyt:
a) volný: ve vzduchu (N2)
b) ve sloučeninách:
biogenní prvek (v bílkovinách)
dusičnan sodný (chilský ledek)
výroba: Frakční destilace zkapalněného vzduchu
vlastnosti: N2 je mimořádně stabilní |N≡N| - je inertní
Uchovává se v ocelových lahvích označených zeleným
pruhem
užití: Inertní atmosféra (ochrana před kyslíkem)
4
Výroba NH3 a NO
Sloučeniny dusíku
Amoniak (NH3) = bezbarvý plyn, vodíkové vazby  dobrá rozp. NH3 v H2O
Amoniaková fontána: http://www.youtube.com/watch?v=1C0tmLoBOoA
NH3 + H2O  NH4+ + OH-
Zásaditý charakter
Amonný kation
Amoniak + kyselina  amonné sole
NH3 + HCl  NH4Cl (chlorid amonný) = salmiak http://www.youtube.com/watch?v=pGoFzGnOZsE
Užití amoniaku: výroba HNO3, hnojivo, barviva…
Oxidy dusíku (N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5)
Jsou složkou průmyslových exhalací a výfukových plynů!
Jsou většinou jedovaté, nepříznivé pro životní prostředí.
Oxid dusný
Oxid dusnatý
= Rajský plyn
Nejedovatý plyn
Narkotizační účinky
Uspávací prostředek při operacích
Bezbarvý plyn
(na vzduchu 2NO + O2  2NO2)
Ve výfukových plynech
http://www.youtube.com/watch?v=ViMjazXdz08
Oxid dusičitý
Hnědočervený plyn
Malé množství dimeru (N2O4) - bezbarvý
Ve výfukových plynech
Podíl na vzniku kyselých dešťů
http://www.youtube.com/watch?v=ZVzrijJdl4c
Kyselina dusičná (HNO3)
Silná kyselina s výraznými oxidačními vlastnostmi.
V
IV
Cu (ušlech. kov) + 4 HNO3  Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O
http://www.youtube.com/watch?v=I1h7X-sTGaE
http://www.youtube.com/watch?v=Ys-z26dcHOM
V
-III
!
4 Zn (neušlech. kov) + 10HNO3  4 Zn(NO3)2 + 2 NH4NO3 + 3 H2O
Fe, Al, Cr… reagují pouze se zředěnou HNO3 ( s koncentrovanou nereagují)
= Pasivace kovů
HNO3 oxiduje všechny kovy s výjimkou Au a některých Pt-kovů –
Ty se rozpouštějí až v lučavce královské (HNO3:HCl = 1:3)
http://www.youtube.com/watch?v=uS1FAEesF70
http://www.youtube.com/watch?v=dYnVXA_CllE
Užití HNO3: výroba barviv, léčiv a výbušnin (TNT, trinitroglycerol)
Užití některých dusičnanů (tzv. ledků):
průmyslová hnojiva, např. ledek amonný, draselný, chilský, vápenatý
Výroba HNO3
Dříve:
2NaNO3 + H2SO4  Na2SO4 + 2HNO3
Nyní:
4NH3 + O2  4NO + 6H2O
2NO + O2  2NO2
IV
V
II
2NO2 + H2O  2HNO3 + NO
NO se vrací do výrobního procesu
Disproporcionace – atom prvku se redukuje a zároveň se oxiduje
Fosfor
výskyt:
Pouze ve sloučeninách:
Apatit Ca5(PO4)3X, (X = OH, F, Cl)
Biogenní prvek: kosti, zuby, DNA, RNA
3 alotropické modifikace:
a) Bílý fosfor
Bílý, červený a černý fosfor.
Složený z molekul P4. Nejreaktivnější, na
vzduchu nestálý. Prudce Jedovatý.
•http://www.youtube.com/watch?v=Oke8GinWDG8
9
b) červený fosfor
Obsahuje řetězce Pn. Poměrně stálý, nejedovatý;
Používá se k výrobě zápalek.
Zápalky: hlavička zápalky (směs s chlorečnanem draselným a S)
škrtátko (červený P, MnO2, skelný prach)
c) černý fosfor
Má vrstevnatou strukturu.
Vlastnostmi připomíná spíše kovy.
Nejstabilnější.
Kyslíkaté sloučeniny fosforu
P4 + 3 O2  P4O6 (oxid fosforitý)
P4O6 + 2 O2  P4O10 (oxid fosforečný) Pevný, bílý, hygroskopický
P4O10 + 6 H2O 4 H3PO4(kyselina trihydrogenfosforečná)
Kyselina trihydrogenfosforečná (triviálně kyselina fosforečná)
P4O6 + 6 H2O 4 H3PO4
Středně silná kyselina.
Pevná krystalická látka.
Nemá oxidační účinky.
Většinu kovů nerozpouští
(na povrchu vrstvička nerozpustných fosforečnanů)
Kondenzuje za vzniku polykyselin.
dihydrogenfosforečnany
soli
hydrogenfosforečnany
fosforečnany
Ve vodě rozpustné jsou pouze
dihydrogenfosforečnany s1 a s2 prvků,
hydrogenfosforečnany s1 prvků a
fosforečnany s1 prvků .
Užití H3PO4: potravinářství E338, hnojiva
Dusíkatá a fosforečná hnojiva
Průmyslová dusíkatá hnojiva
Některé dusičnany – tzv. ledky:
NH4NO3
KNO3
NaNO3
Ca(NO3)2 ,
Dusíkaté vápno Ca(CN)2
Kapalná dusíkatá hnojiva (různé roztoky dusičnanů a močoviny)
NH4(SO4)2
Průmyslová fosforečná hnojiva
Vznik z apatitů a fosforitů.
Je třeba převést nerozpustný Ca3(PO4)2 na rozpustný Ca(H2PO4)2
Ca3(PO4)2 + 2 H2SO4  Ca(H2PO4)2 + 2 CaSO4
Superfosfát