WęglikiBudowa, podział i właściwości.

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

Wzór ogólny

MxyCy

x

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:

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)

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 wapniaCaC2Wykorzystywany 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

Wzór ogólny

Wzór ogólny azotków przedstawia się następująco:

MyxNx

y 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

Międzywęzłowe

Kowalencyjne

Azotki jonoweBerylowce, 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 ° C3 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. KopczyńskiP. MatuszewiczT. Martynowski

A. Wawrzonkowska

kl. I cL