Węgliki

1. Budowa, podział i właściwości. Węgliki

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

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

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

5. Przykłady węglików • 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)

6. Podział węglików Węgliki Jonowe Międzywęzłowe Kowalencyjne Acetylenki Metylenki

7. 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

8. 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.

9. 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.

10. 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.

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

12. Wzór ogólny • Wzór ogólny azotków przedstawia się następująco: • MyxNxy • Gdzie: • x- wartościowośćazotu N-azot • y- wartościowość M M- metal lub niemetal

13. 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

14. Podział azotków AZOTKI Jonowe Kowalencyjne Międzywęzłowe

15. 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).

16. 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

17. 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)

18. 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.

19. 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

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

21. Wodorki • Związki wodoru z innymi pierwiastkami. Przeważnie ciała stałebudujące 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.

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

23. 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’.

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

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

26. 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

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

28. 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.

29. 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.

30. 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).

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