Transcript Węgliki, wodorki, azotki – W. Kopczyński, P

Budowa, podział i właściwości.
to związki węgla i metali lub niemetali o mniejszej elektoujemności.
y
x
Mx Cy
gdzie C– węgiel,
M – pierwiastek o elektroujemności mniejszej od węgla,
x – wartościowość węgla,
y – wartościowość M.
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.

Węgliki metali:
 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
ACETYLENKI
MIĘDZYWĘZŁOWE
METYLENKI
KOWALENCYJNE
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
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.
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.






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 to związki chemiczne w których
azot posiada trzeci stopień utlenienia.
Pochodne amoniaku

Wzór ogólny azotków przedstawia się
następująco:

M xN y
y
x

Gdzie:

x- wartościowość azotu N-azot

y- wartościowość M M- metal lub niemetal
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

AZOTKI
Jonowe
Kowalencyjne
Międzywęzłowe





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 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

Niemetaliczne odpowiedniki azotków jonowych.
Cechy charakterystyczne:
Występują we wszystkich stanach skupienia
Odznaczają się zróżnicowaną reaktywnością
chemiczną
 Przykłady związków:
 Azotek galu
 Azotek boru (BN)





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.

Azotki są otrzymywane w reakcji utleniania metali z
azotem w temperaturze 700-1200 ° C
3 Mg + N2

W szczególnych przypadkach:
BN + 3 IF

Mg3N2
-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
-wzór sumaryczny GaN
-emituje promieniowanie niebieskie
-używany w laserach, fotoidach i innych
urządzeniach elektronicznych
-emiter światła niebieskiego

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.
x
Wzór ogólny : M H ,
x
Hx
x
M.
Legenda:
M- pierwiastek w związku z wodorem,
X – wartościowość pierwiastka,
H- wodór.
Nazewnictwo:
 Nazewnictwo dla grup 1-15 analogicznie, jak
dla tlenków.
 Dla grup 16-17: nazwa pierwiastka-wodór
albo dodajemy do nazw pierwiastka
przyrostek ‘an’.
Przykłady:
Wodorek sodu – NaH,
Glinowodorek litu – LiAlH4,
Wodorek wapnia-CaH2,
FeH2 - wodorek żelaza(II),
BH2 - wodorek boru,
SiH2 - wodorek krzemu ,
H2O - wodorek tlenu .
Podział:
 Metaliczne,
 Międzywęzłowe,
 Kowalencyjne,
 typu soli.
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 Międzywęzłowe – ciała stałe
składające się z sieci krystalicznej z
wbudowanymi w przestrzennie
międzywęzłowe atomami wodoru.
Przykład: PdHx.
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 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.



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).
Pracę wykonali:
W. Kopczyński
P. Matuszewicz
T. Martynowski
A. Wawrzonkowska
kl. I cL