Uhlík

1. Uhlík Nekov 4 valenční elektrony Výskyt: uhlovodíky (metan…), CO2, uhličitany… volný – modifikace: grafit (tuha), diamant, fullereny modifikace – liší se uspořádáním atomů uhlíku

2. Grafit • vrstevnatá struktura (slabé vazby mezi vrstvami) měkkost • 6-členné cykly atomů uhlíku • vede proud a teplo, kovový lesk • Použití: elektrody, tyče v jaderných elektrárnách, žáruvzdorné kelímky, mazadla

3. Diamant • kolem každého uhlíku – 4 atomy C • nejtvrdší nerost (Mohsova stupnice – 10) • nevede proud • velmi dobře vede teplo • Vznik – velké teploty a tlaky • Použití – vrtné a řezné nástroje - šperky Těžba: JAR, Sibiř, Austrálie…

4. Fullereny • kopací míč • C60, C70 …. • uměle vyrobené – z grafitu • Nanotechnologie („nanotubes“) C C C C C

5. Sloučeniny uhlíku 1) Oxidy CO = oxid uhelnatý • bezbarvý a toxický (hemoglobin) • nerozpustný ve vodě, bez zápachu • Vznik – spalování uhlí (uhlíku) za nedostatku O2: C + ½ O2 CO • Použití – dříve svítiplyn (dnes – metan) - vodní plyn (s vodíkem) Příprava (pokus): HCOOH (kyselina mravenčí) CO + H2O (katalyzátor konc. H2SO4)

6. CO2 - spalováním paliv • skleníkový plyn (0,04% - vzduch) • bezbarvý, bez pachu, těžší než vzduch • není jedovatý Použití: • „suchý led“ – pevný CO2 (sublimuje) – chlazení (-78°C) • hasicí přístroje (sněhové) Příprava: CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2O + CO2 Silnější kyselina (HCl) vytěsní slabší kyselinu (CO2 + H2O = H2CO3) z její soli.

7. 2) Kyselina uhličitá = H2CO3 • rozpouštěním CO2 ve vodě: CO2 + H2O H2CO3 • existuje jen ve vodě • soli: uhličitany a hydrogeuhličitany (nahrazení 2 vodíků nebo 1 vodíku) - soda a jedlá soda

8. 3) Deriváty kyseliny uhličité: • močovina – hnojivo (dusíkaté), plasty • fosgen – BCHL, toxický

9. 4) Sirouhlík CS2

10. 5) Halogenidy uhlíku CF4 – vysoká hustota (mění hlas) CCl4 (tetrachlomethan) – rozpouštědlo, dříve hasicí přístroje Freony = uhlovodíky s atomy F a Cl - dříve – chladničky (nejedovaté, odebírají teplo) - ničí ozon, jinak nejsou škodlivé

11. 6) Karbidy = C + jiný prvek CaC2 (karbid vápníku) – reakce s vodou 7) HCN(kyanovodík) • Cyklon B • jedovatá kapalina (b. v. 26°C), mísí se s vodou • soli = kyanidy: KCN (cyankali=kyanid draselný)

12. Křemík • 2. nejrozřířenější (po kyslíku) • křemen – SiO2, křemičitany (živce, slídy…) • Rád tvoří vazbu s kyslíkem, netvoří se řetězce Si-Si-Si-…….. (na rozdíl od uhlíku) • Čitý křemík – modrošedý, tvrdý, podobná struktura jako diamant; připomíná kov (je to polokov – odpor s teplotou klesá), odolává kyselinám (v hydroxidech se za horka rozpouští - výroba: SiO2 + 2C Si + 2CO koks

13. SiO2 = křemen • Struktura: SiO4 (tetraedr) – kolem každého kyslíku jsou 2 křemíky a z křemíku vychází vazba ke 4 atomům kyslíku • Ametyst, záhněda, růženín, křišťál • Modifikace – uspořádání tetraedrů v prostoru • Využití – výroba skla, měřicí technika (krystaly křemene – tahem nebo tlakem vznik elektrického náboje)

14. Výroba skla: • křemen, soda (Na2CO3), potaš (K2CO3), CaCO3 = sklářský kmen • přídavek: sloučeniny olova (optické sklo), boru… • Fáze: sklářský kmen se roztaví (1400°C) odstranění plynů (CO2) ochlazení taveniny, zpracování úplné ochlazení Druhy skla: • Sodná (tabulové, lahvové) • Křemenná (nejodolnější) – laboratorní sklo… • Draselná (odolná vůči teplotním šokům a teplotě) • Olovnatá (flintová) – zrcadla, čočky

15. SiC = karbid křemíku (karborundum) -tvrdý (9-10) -brusný materiál

16. Cín • v přírodě ox. číslo 4 • Cínovec SnO2 • SnO2 + 2C Sn + 2CO • Vlastnosti cínu: 3 modifikace, šedý cín = „cínový mor“ (<13°C) - odolný vůči kyselinám, oxidaci, není jedovatý - Použití: slitiny (bronz = Cu + Sn, pájka = Sn + Pb), povrch konzerv, historické předměty

17. Olovo • Oxidační číslo +II • Galenit PbS • šedý, měkký, lehce tavitelný (330°C), vysoká hustota (závaží) • Sloučeniny jedovaté (otrava z potrubí – dříve) • Neušlechtilý kov: s kyselinami vodík (kromě konc. sírové a dusičné) • Použití: akumulátory (PbO2), chromová žluť PbCrO4, olovnaté sklo, pohlcování rentgenového záření