1

2

1

18

1s

1

H

Wodór

2

13

14

15

16

17

2

He

Hel

2s

3

Li

Lit

4

Be

Beryl

2p

5

B

Bor

6

C

Węgiel

7

N

Azot

8

O

Tlen

9

F

Fluor

10

Ne

Neon

3s

11

Na

Sód

12

Mg

Magnez

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

3p

13

Al

Glin

14

Si

Krzem

15

P

Fosfor

16

S

Siarka

17

Cl

Chlor

18

Ar

Argon

4s

19

K

Potas

20

Ca

Wapń

3d

21

Sc

Skand

22

Ti

Tytan

23

V

Wanad

24

Cr

Chrom

25

Mn

Mangan

26

Fe

Żelazo

27

Co

Kobalt

28

Ni

Nikiel

29

Cu

Miedź

30

Zn

Cynk

4p

31

Ga

Gal

32

Ge

German

33

As

Arsen

34

Se

Selen

35

Br

Brom

36

Kr

Krypton

5s

37

Rb

Rubid

38

Sr

Stront

4d

39

Y

Itr

40

Zr

Cyrkon

41

Nb

Niob

42

Mo

Molibden

43

Tc

Technet

44

Ru

Ruten

45

Rh

Rod

46

Pd

Pallad

47

Ag

Srebro

48

Cd

Kadm

5p

49

In

Ind

50

Sn

Cyna

51

Sb

Antymon

52

Te

Tellur

53

I

J od

54

Xe

Ksenon

6s

55

Cs

Cez

56

Ba

Bar

5d

*

72

Hf

Hafn

73

Ta

Tantal

74

W

Wolfram

75

Re

Ren

76

Os

Osm

77

Ir

Iryd

78

Pt

Platyna

79

Au

Złoto

80

Hg

Rtęć

6p

81

Tl

Tal

82

Pb

Ołów

83

Bi

Bizmut

84

Po

Polon

85

At

Astat

86

Rn

Radon

7s

87

Fr

Frans

88

Ra

Rad

6d

**

104

Rf

Rutherford

105

Db

Dubn

106

Sg

Seaborg

107

Bh

Bohr

108

Hs

Has

109

Mt

Meitner

110

Uun

111

Uuu

112

Uub

*

Lantanowce

4f

57

La

Lantan

58

Ce

Cer

59

Pr

Prazeodym

60

Nd

Neodym

61

Pm

Promet

62

Sm

Samar

63

Eu

Europ

64

Gd

Gadolin

65

Tb

Terb

66

Dy

Dyspoz

67

Ho

Holm

68

Er

Erb

69

Tm

Tul

70

Yb

Iterb

71

Lu

Lutet

**

Aktynowce

5f

89

Ac

Aktyn

90

Th

Tor

91

Pa

Protaktyn

92

U

Uran

93

Np

Neptun

94

Pu

Pluton

95

Am

Ameryk

96

Cm

Kiur

97

Bk

Bekerel

98

Cf

Kaliforn

99

Es

Einstein

100

Fm

Ferm

101

Md

Mendelew

102

No

Nobel

103

Lr

Lorens

13 grupa układu

okresowego

3

Pierwiastek

LIT

SÓD

POTA

S

RUBID CEZ

FRAN

S

Li

Na

K

Rb

Cs

Fr

Konfiguracja

elektronów

walencyjnych

2s

1

3s

1

4s

1

5s

1

6s

1

7s

1

Liczba atomowa
Masa atomowa
Promień

atomowy

[pm]
Elektroujemność

(Pauling)

4

171

166

141

143

90

Promień jonowy

[pm]

1,8

1,7

1,6

1,5

2,0

Elektroujemnoś

ć (Pauling)

589,3

558,3

578,8

577,6

800,6

Energia

jonizacji

[kJ·mol

-1

]

3·10

-8

%

2,1·10

-7

%

1,3·10

-

6

%

7,9 %

10

-3

%

Występowani

e w skorupie

ziemskiej

81

49

31

13

5

Liczba atomowa

204,383

114,82

69,72

26,9815

10,81

Masa atomowa

6s

2

p

1

5s

2

p

1

4s

2

p

1

3s

2

p

1

2s

2

p

1

Konfiguracja

elektronowa

Tl

In

Ga

Al

B

Symbol

chemiczny

tal

ind

gal

glin

bor

5

KONFIGURACJA ELEKTRONOWA

KONFIGURACJA ELEKTRONOWA

BOR

GLI
N

GAL

6

IND

TAL

7

ENERGIA JONIZACJI

ENERGIA JONIZACJI

B

8

SKALA ELEKTROUJEMNOŚCI -PAULINGA

B

9

10

NA SŁOŃCU

WE WSZECHŚWIECIE

Al

Al

11

W SKORUPIE ZIEMSKIEJ

W WODZIE MORSKIEJ

B

Al

12

Bor – niemetal; pozostałe
pierwiastki - metale

Bor – niemetal; pozostałe
pierwiastki - metale

tendencja do tworzenia wiązań o
charakterze w znacznym stopniu
kowalencyjnym

(bor

-

wyłącznie

wiązania kowalencyjne)

tendencja do tworzenia wiązań o
charakterze w znacznym stopniu
kowalencyjnym

(bor

-

wyłącznie

wiązania kowalencyjne)

konfiguracja

ns

2

p

1

(+3

stopień

utlenienia)

konfiguracja

ns

2

p

1

(+3

stopień

utlenienia)

13

zasadowość

wodorotlenków

na

I

stopniu utlenienia wzrasta wraz z
liczbą atomową;

zasadowość

wodorotlenków

na

I

stopniu utlenienia wzrasta wraz z
liczbą atomową;

trwałość i znaczenie związków na I
stopniu utlenienia wzrasta ze wzrostem
liczby atomowej
Ga  Tl

trwałość i znaczenie związków na I
stopniu utlenienia wzrasta ze wzrostem
liczby atomowej

Ga  Tl

zasadowość wodorotlenków zwiększa
się przy obniżeniu stopnia utlenienia
pierwiastka; wodorotlenek talu (I) jest
mocną zasadą

14

15

16

Izotopy :

10

B (18,45%);

11

B

(81,55%)

Izotopy :

10

B (18,45%);

11

B

(81,55%)

Występowani
e:

minerały

Występowani
e:

minerały

boraks - Na

2

B

4

O

7

.

10H

2

O

boraks - Na

2

B

4

O

7

.

10H

2

O

boracyt - 2Mg

3

B

8

O

15

.

MgCl

2

boracyt - 2Mg

3

B

8

O

15

.

MgCl

2

kernit - Na

2

B

4

O

7

.

4H

2

O

kernit - Na

2

B

4

O

7

.

4H

2

O

brokalcyt - CaB

4

O

7

.

4H

2

O

brokalcyt - CaB

4

O

7

.

4H

2

O

kwas borowy - H

3

BO

3

- jest składnikiem

gorących źródeł

np. w Toskanii

kwas borowy - H

3

BO

3

- jest składnikiem

gorących źródeł

np. w Toskanii

17

Zawiera bor

18

w przemyśle

w przemyśle

- elektroliza stopionej mieszaniny: KCl,
KBF

4

i B

2

O

3

laboratoryjnie

laboratoryjnie

- redukcja par chlorku boru w łuku
elektrycznym między dwiema
elektrodami wolframowymi

- redukcja par chlorku boru w łuku
elektrycznym między dwiema
elektrodami wolframowymi

BCl

3

+ 3H

2

 2B +

6HCl

BCl

3

+ 3H

2

 2B +

6HCl

-

redukcja

trójtlenku

diboru

metalicznym sodem lub magnezem

-

redukcja

trójtlenku

diboru

metalicznym sodem lub magnezem

B

2

O

3

+ 6Na  2B +

3Na

2

O

B

2

O

3

+ 6Na  2B +

3Na

2

O

B

2

O

3

+ 3Mg  2B +

3MgO

B

2

O

3

+ 3Mg  2B +

3MgO

19

czysty bor istnieje w co najmniej
trzech odmianach alotropowych

czysty bor istnieje w co najmniej
trzech odmianach alotropowych

bor tetragonalny

- zawiera 50 atomów w

komórce sieciowej

bor romboedryczny

- zawierający 108 atomów w

komórce

sieciowej

bor romboedryczny

- zawierający 12 atomów w

komórce

sieciowej

dwudziestosześcian (ikosaedr) B

12

bor tetragonalny

- zawiera

50

atomów w

komórce sieciowej

bor romboedryczny

- zawierający

108

atomów w

komórce

sieciowej

bor romboedryczny

- zawierający

12

atomów w

komórce

sieciowej

dwudziestosześcian (ikosaedr) B

12

20

oporność elektryczna boru maleje
szybko ze wzrostem temperatury

oporność elektryczna boru maleje
szybko ze wzrostem temperatury

w temperaturze pokojowej bor źle
przewodzi elektryczność

w temperaturze pokojowej bor źle
przewodzi elektryczność

bor bezpostaciowy jest brunatnym

proszkiem bez zapachu i smaku

bor bezpostaciowy jest brunatnym

proszkiem bez zapachu i smaku

czyste krystaliczne odmiany boru

mają barwę czarnoszarą

czyste krystaliczne odmiany boru

mają barwę czarnoszarą

21

nie

istnieją

żadne

związki

jonowe

zawierające proste jony B

3+

nie

istnieją

żadne

związki

jonowe

zawierające proste

jony B

3+

bor tworzy trzy wiązania kowalencyjne za
pomocą trzech zhybrydyzowanych orbitali
sp

2

(2s+p  3sp

2

) tworzących trójkątną

konfigurację płaską

bor

tworzy trzy wiązania kowalencyjne za

pomocą trzech zhybrydyzowanych orbitali

sp

2

(2s+p  3sp

2

)

tworzących trójkątną

konfigurację płaską







1s 2s 2p









stan podstawowy

stan wzbudzony

23

chemia boru różni się znacznie od
chemii innych pierwiastków grupy
borowców

chemia boru różni się znacznie od
chemii innych pierwiastków grupy
borowców

wszystkie

związki

BX

3

-

koordynacyjnie nienasycone

wszystkie

związki

BX

3

-

koordynacyjnie nienasycone

24

1.

ogrzanie reaktywnego

bezpostaciowego boru do temperatury
700

0

C - spalanie do B

2

O

3

1.

ogrzanie reaktywnego

bezpostaciowego boru do temperatury
700

0

C - spalanie do

B

2

O

3

2.

z fluorem w temperaturze pokojowej

- powstaje fluorek boru BF

3

2.

z fluorem w temperaturze pokojowej

- powstaje fluorek boru

BF

3

4B + 3O

2

 2B

2

O

3

4B + 3O

2

 2B

2

O

3

2B + 3F

2

 2BF

3

2B + 3F

2

 2BF

3

25

3.

z Cl

2

, Br

2

, I

2

reakcje w wyższych

temperaturach - powstają odpowiednie
halogenki BCl

3

, BBr

3

, BI

3

3.

z

Cl

2

, Br

2

,

I

2

reakcje w wyższych

temperaturach - powstają odpowiednie
halogenki

BCl

3

, BBr

3

, BI

3

4.

z siarką (na gorąco) - siarczek

boru B

2

S

3

4.

z siarką (na gorąco) - siarczek

boru

B

2

S

3

2B + 3Cl

2

 2BCl

3

2B + 3F

2

 2BF

3

2B + 3J

2

 2BJ

3

2B + 3Cl

2

 2BCl

3

2B + 3F

2

 2BF

3

2B + 3J

2

 2BJ

3

2B + 3S  B

2

S

3

2B + 3S  B

2

S

3

26

5.

z azotem lub amoniakiem (w

temperaturach wyższych niż 900

0

C) -

powstaje azotek boru BN

5.

z azotem lub amoniakiem (w

temperaturach wyższych niż 900

0

C) -

powstaje azotek boru

BN

6.

duże

powinowactwo

do

pierwiastków elektroujemnych - silny
reduktor (szczególnie w wysokich
temperaturach)

6.

duże

powinowactwo

do

pierwiastków elektroujemnych - silny
reduktor (szczególnie w wysokich
temperaturach)

2B + N

2

 2BN

2B + 2NH

3

 2BN + 3H

2

2B + N

2

 2BN

2B + 2NH

3

 2BN + 3H

2

27

• redukuje w wyższych temperaturach
tlenki, siarczki, halogenki metali do
metalu, wodę do wodoru

• redukuje w wyższych temperaturach
tlenki, siarczki, halogenki metali do
metalu, wodę do wodoru

2B + 6H

2

O  3H

2

+ 2H

3

BO

3

2B + 6H

2

O  3H

2

+ 2H

3

BO

3

• w bardzo wysokich temperaturach -
tlenek węgla do węgliku boru

• w bardzo wysokich temperaturach -
tlenek węgla do węgliku boru

3CO + 14B  3B

4

C +

B

2

O

3

3CO + 14B  3B

4

C +

B

2

O

3

28

7.

pod działaniem stopionych alkaliów

przekształca się w obecności tlenu z
powietrza w oksoborany

7.

pod działaniem stopionych alkaliów

przekształca się w obecności tlenu z
powietrza w oksoborany

• dwutlenek krzemu do
krzemu

• dwutlenek krzemu do
krzemu

3SiO

2

+ 4B  3Si + 2B

2

O

3

3SiO

2

+ 4B  3Si + 2B

2

O

3

29

(H

2

BO

3

)

-

+ H

2

Borki metali

BOR

bezpostaciowy

B

2

H

6

H

2

10

00

C

(b

ar

dz

o p

ow

ol

i)

BX

3

B

2

O

3

O

2

X

2

(F

2

zim

ny,

Cl

2

w 40

0 C

Po

wie

trz

e

w w

yso

kie

j te

m

p.

B

2

O

3

+ BN

B

2

S

3

S

p

o

w

yż

e

j

6

0

0

C

BN

N

2

w

1

2

0

0

C

B

4

C

C

w

pi

ec

u

el

ek

tr

yc

zn

ym

B

2

O

3

B

2

O

3

HN

O

3

lu

b w

oda

kr

óle

wsk

a

H

2

SO

4

w 250 C

A

lk

al

ia

n

a

go

rą

co

M

et

al

e

w

w

ys

.

Te

m

.

32

wodorki boru i krzemu są lotne, samorzutnie
zapalają się i ulegają łatwo hydrolizie -
wodorek glinu jest polimerem (AlH

3

)

n

wodorki boru i krzemu są lotne, samorzutnie
zapalają się i ulegają łatwo hydrolizie -
wodorek glinu jest polimerem

(AlH

3

)

n

halogenki boru i krzemu ulegają łatwo

hydrolizie -

halogenki glinu są substancjami

stałymi tylko częściowo hydrolizującymi

halogenki boru i krzemu ulegają łatwo

hydrolizie -

halogenki glinu są substancjami

stałymi tylko częściowo hydrolizującymi

struktura oksoboranów - pewne analogie do
struktury krzemianów -

poprzez uwspólnienie

atomów tlenu powstają złożone struktury
łańcuchowe, pierścieniowe i przestrzenne

struktura oksoboranów - pewne analogie do
struktury krzemianów -

poprzez uwspólnienie

atomów tlenu powstają złożone struktury
łańcuchowe, pierścieniowe i przestrzenne

B

2

O

3

i B(OH)

3

mają charakter kwasowy -

Al(OH)

3

- wodorotlenek zasadowy z

właściwościami amfoterycznymi

B

2

O

3

i B(OH)

3

mają charakter kwasowy -

Al(OH)

3

- wodorotlenek zasadowy z

właściwościami amfoterycznymi

wspólne cechy B i Si - różnice

między B a bardziej

metalicznym Al

wspólne cechy B i Si - różnice

między B a bardziej

metalicznym Al

34

1.

W metalurgii:

środek odtleniający wykorzystywany w

procesie
wytworzenia miedzi, brązu
krzemowego, związków
niklu i metali szlachetnych

stop z żelazem (żelazobor) do ulepszania

stali

1.

W metalurgii:

środek odtleniający wykorzystywany w

procesie
wytworzenia miedzi, brązu
krzemowego, związków
niklu i metali szlachetnych

stop z żelazem (żelazobor) do ulepszania

stali

2. Tzw. “kwadratowy bor” AlB

12

- bardzo

dobry

materiał ścierny

2. Tzw. “kwadratowy bor” AlB

12

- bardzo

dobry

materiał ścierny

3.

izotop

10

B stosowany w prętach

sterowniczych i
awaryjnych reaktorów jądrowych

3.

izotop

10

B

stosowany w prętach

sterowniczych i
awaryjnych reaktorów jądrowych

4.

na osłony przed promieniowaniem

neutronowym

4.

na osłony przed promieniowaniem

neutronowym

36

59

4NaH + B(OCH

3

)

3

NaBH

4

+

3NaOCH

3

4NaH + B(OCH

3

)

3

NaBH

4

+

3NaOCH

3









C

0

250

~

2LiH + B

2

H

6

2LiBH

4

 



eter

AlCl

3

+ 3NaBH

4

Al(BH

4

)

3

+ 3NaCl











ogrzanie

4

MBH

borany

Tetrahydro

4

MBH

borany

Tetrahydro

60

Zr

B

B

Struktura
Zr(BH

4

)

4

Struktura
Zr(BH

4

)

4

61

reduktory

źródło

jonów H

+

reduktory

źródło

jonów H

+

62

Występowa
nie:

Występowa
nie:

w

gorących

wyziewach

wulkanicznych
w źródłach borowych

w

gorących

wyziewach

wulkanicznych
w źródłach borowych

w postaci
wolnej

w postaci
wolnej

oksoborany

oksoborany

w

postaci

związanej

w

postaci

związanej

3

3

BO

H

ortoborowy

Kwas

3

3

BO

H

ortoborowy

Kwas

63

4BF

3

+ 3H

2

O  H

3

BO

3

+ 3HBF

4

4BF

3

+ 3H

2

O  H

3

BO

3

+ 3HBF

4

Na

2

B

4

O

7

+ H

2

SO

4

+ 5H

2

O  4H

3

BO

3

+ Na

2

SO

4

Na

2

B

4

O

7

+ H

2

SO

4

+ 5H

2

O  4H

3

BO

3

+ Na

2

SO

4

B

2

O

3

+ 3H

2

O  2H

3

BO

3

B

2

O

3

+ 3H

2

O  2H

3

BO

3

64

rozpuszczony w wodzie H

3

BO

3

nie

zachowuje się jak kwas protonowy, ale
jak słaby kwas Lewisa w stosunku do
OH

-

rozpuszczony w wodzie H

3

BO

3

nie

zachowuje się jak kwas protonowy, ale
jak słaby kwas Lewisa w stosunku do
OH

-

H

3

BO

3

+ 2H

2

O  H

3

O

+

+

[B(OH)

4

]

-

H

3

BO

3

+ 2H

2

O  H

3

O

+

+

[B(OH)

4

]

-

kwas borowy tworzy z alkoholem łatwo
lotne estry;

kwas borowy tworzy z alkoholem łatwo
lotne estry;

B(OH)

3

+ 3CH

3

OH  B(OCH

3

)

3

+ 3H

2

O

ester metylowy kwasu

trioksoborowego

zielona barwa płomienia

B(OH)

3

+ 3CH

3

OH  B(OCH

3

)

3

+ 3H

2

O

ester metylowy kwasu

trioksoborowego

zielona barwa płomienia

66

H

3

BO

3

H

3

BO

3

4)

w medycynie stosuje się tzw. maść

borną (10% kwas borowy) i tzw. kwas
borny (3% roztwór kwasu borowego w
wodzie).

4)

w medycynie stosuje się tzw. maść

borną (10% kwas borowy) i tzw. kwas
borny (3% roztwór kwasu borowego w
wodzie).

1)

do produkcji szkła, szkliwa,

ceramiki, świec (usztywnienie
knotów)

1)

do produkcji szkła, szkliwa,

ceramiki, świec (usztywnienie
knotów)

2)

do konserwowania skóry i

kleju,

2)

do konserwowania skóry i

kleju,

3)

do sporządzania kąpieli galwanicznych

i jako nawóz

3)

do sporządzania kąpieli galwanicznych

i jako nawóz

67

Sól kwasu czteroborowego

H

2

B

4

O

7

- boraks : Na

2

B

4

O

7

.

10 H

2

O

Sól kwasu czteroborowego

H

2

B

4

O

7

- boraks :

Na

2

B

4

O

7

.

10 H

2

O

anion boraksu zawiera :

dwa atomy boru o LK=3 (konfiguracja
płaska) i dwa atomy boru o LK=4
(konfiguracja

tetraedryczna)

anion boraksu zawiera :

dwa atomy boru o

LK=3 (konfiguracja

płaska)

i dwa atomy boru o

LK=4

(konfiguracja

tetraedryczna)

Na

2

B

4

O

7

.

10 H

2

O + H

2

SO

4

+

H

2

O 4 H

3

BO

3

+ Na

2

SO

4

69

w wyniku ogrzewania do temp. 350-
400

o

C boraks przechodzi w bezwodny

tetraoksoboran sodu, Na

2

B

4

O

7

w wyniku ogrzewania do temp. 350-
400

o

C boraks przechodzi w bezwodny

tetraoksoboran sodu,

Na

2

B

4

O

7

masa boraksowa posiada zdolność do
rozpuszczania różnych tlenków metali z
utworzeniem

charakterystycznie

zabarwionych metaoksoboranów

masa boraksowa posiada zdolność do
rozpuszczania różnych tlenków metali z
utworzeniem

charakterystycznie

zabarwionych metaoksoboranów

Na

2

B

4

O

7

+ CoSO

4

 2NaBO

2

+ Co(BO

2

)

2

+ SO

3

niebieski

Na

2

B

4

O

7

+ CoSO

4

 2NaBO

2

+ Co(BO

2

)

2

+ SO

3

niebieski

70

do zmiękczania

wody

do zmiękczania

wody

w procesach zgrzewania i
lutowania

w procesach zgrzewania i
lutowania

do wytwarzania łatwo topliwych
szkliw na wyrobach ceramicznych,
emalii

odpornych

na

wysoką

temperaturę, gatunków szkła i szkieł
optycznych

do wytwarzania łatwo topliwych
szkliw na wyrobach ceramicznych,
emalii

odpornych

na

wysoką

temperaturę, gatunków szkła i szkieł
optycznych

82

niezborności ruchów
(ataksji)

niezborności ruchów
(ataksji)

degeneracji nerek

degeneracji nerek

spadku hemoglobiny

spadku hemoglobiny

stanach zapalnych
skóry

stanach zapalnych
skóry

zaburzeniach procesu
trawienia

zaburzeniach procesu
trawienia

podrażnienia błon
śluzowych

podrażnienia błon
śluzowych

uszkodzenia układu
nerwowego

uszkodzenia układu
nerwowego

85

H

3

BO

3

• słabe właściwości antyseptyczne, hamuje

rozwój bakterii

• stosowany jest w postaci roztworów

wodnych 1-3%, maści do oczu 3%, maści na
skórę 10%

Na

2

B

4

O

7

•10H

2

O czteroboran sodu

• słaby antyseptyk

• rozpuszczony w glicerolu używany bywa w

zapaleniu błon śluzowych i pleśniawkach
[APHTIN]

86

Boran fenylortęciowy

•stosuje się do konserwowania kropli do oczu,

płynów do wstrzykiwań i surowic w stężeniu
0,001-0,01%

•do dezynfekcji rąk roztwory etanolowe i

glicerynowe boranu o stężeniu około 0,5%

Boran fenylortęciowy

•stosuje się do konserwowania kropli do oczu,

płynów do wstrzykiwań i surowic w stężeniu
0,001-0,01%

•do dezynfekcji rąk roztwory etanolowe i

glicerynowe boranu o stężeniu około 0,5%

HgOH

Hg

B (OH)

2

O

BORAN FENYLORTĘCIOWY

BORAN FENYLORTĘCIOWY

87

88

Izotopy

:

27

Al

(100%)

Izotopy

:

27

Al

(100%)

Występowa
nie:

Występowa
nie:

GLINOKRZEMIANY

GLINOKRZEMIANY

skaleń potasowy

K(AlSi

3

O

8

)

(ortoklaz)

skaleń sodowy

Na(AlSi

3

O

8

)

(albit)

muskowit

[KAl

2

(OH,F)

2

]

[AlSi

3

O

10

]

boksyt

AlO(OH)

kriolit Na

3

AlF

6

kriolit

Na

3

AlF

6

korund Al

2

O

3

(z domieszkami

innych tlenków - rubiny i szafiry)

korund

Al

2

O

3

(z domieszkami

innych tlenków -

rubiny

i

szafiry)

89

1. AlCl

3

+ 3K  Al

+ 3KCl

1. AlCl

3

+ 3K  Al

+ 3KCl

2.

elektroliza tlenku glinu rozpuszczonego w

stopionym kriolicie

2.

elektroliza tlenku glinu rozpuszczonego w

stopionym kriolicie

• otrzymywanie czystego Al

2

O

3

( z

boksytów)

• otrzymywanie czystego Al

2

O

3

( z

boksytów)

• elektrolizę stopionego
Al

2

O

3

• elektrolizę stopionego
Al

2

O

3

Al

2

O

3

 2Al

3+

+ 3O

2-

Al

2

O

3

 2Al

3+

+ 3O

2-

K(-)

2Al

3+

+ 6e  2Al

0

A(+)

3O

2-

- 6e 3/2O

2

3/2O

2

+ 2C  CO + CO

2

Reakcja
wtórna

90

—

KATODA

ciekły glin

—

ANODA

tlen, który utlenia węgiel stanowiący

materiał anody i tworzy mieszaninę ditlenku i
tlenku węgla

elektrolit

Anoda

Ciekły glin

91

glin występuje w związkach na +3 stopniu
utlenienia; bardzo rzadko na +1 i +2

glin występuje w związkach na

+3

stopniu

utlenienia; bardzo rzadko na

+1 i +2

czysty glin - odporny na działanie
powietrza i kwasów utleniających -
pokrywa się warstwą tlenku - Al

2

O

3

czysty glin - odporny na działanie
powietrza i kwasów utleniających -
pokrywa się warstwą tlenku -

Al

2

O

3

silnie rozdrobniony-spala się po ogrzaniu
w powietrzu

4Al + 3O

2

 2Al

2

O

3

silnie rozdrobniony-spala się po ogrzaniu
w powietrzu

4Al + 3O

2

 2Al

2

O

3

92

Glin

jest

metalem:

Glin

jest

metalem:

srebrzystobiałym

srebrzystobiałym

lekkim

lekkim

ciągliwym

ciągliwym

dobrze przewodzi prąd elektryczny

dobrze przewodzi prąd elektryczny

94

odtlenianie rud innych metali

Fe

2

O

3

+ 2Al  2Fe + Al

2

O

3

wydzielanie metali z tlenków
trudnotopliwych

wydzielanie metali z tlenków
trudnotopliwych

spawanie - (aluminotermia) np.: szyn
tramwajowych

spawanie - (aluminotermia) np.: szyn
tramwajowych

wykazuje duże powinowactwo do
tlenu

wykazuje duże powinowactwo do
tlenu

95

rozpuszcza

się

w

kwasach

nieutleniających z wydzieleniem wodoru

rozpuszcza

się

w

kwasach

nieutleniających z wydzieleniem wodoru

w HCl

2Al + 6HCl  2AlCl

3

+ 3H

2

w HCl

2Al + 6HCl  2AlCl

3

+ 3H

2

w rozcieńczonym H

2

SO

4

2Al + 3H

2

SO

4

 Al

2

(SO

4

)

3

+

3H

2

w rozcieńczonym H

2

SO

4

2Al + 3H

2

SO

4

 Al

2

(SO

4

)

3

+

3H

2

2Al + 6H

+

 2Al

3+

+ 3H

2

96

2Al + 6H

2

SO

4

 Al

2

(SO

4

)

3

+ 3SO

2

+

6H

2

O

8Al + 27HNO

3

 8Al(NO

3

)

3

+ 3NH

3

+ 9H

2

O

2Al + 6H

2

SO

4

 Al

2

(SO

4

)

3

+ 3SO

2

+

6H

2

O

8Al + 27HNO

3

 8Al(NO

3

)

3

+ 3NH

3

+ 9H

2

O

kwas fosforowy i kwasy organiczne nie
atakują glinu

stężony HNO

3

powoduje pasywację glinu

na gorąco

rozcieńczony HNO

3

i stężony H

2

SO

4

rozpuszczają

glin

97

Al + 3KOH + 3H

2

O  K

3

[Al(OH)

6

]

+ 3/2H

2

Al + 3KOH + 3H

2

O  K

3

[Al(OH)

6

]

+ 3/2H

2

nie reaguje z wodą i rozcieńczonymi
słabo zdysocjowanymi kwasami w temp.
pokojowej

nie reaguje z wodą i rozcieńczonymi
słabo zdysocjowanymi kwasami w temp.
pokojowej

glin rozpuszcza się łatwo w
wodorotlenkach litowców z utworzeniem
glinianów

98

glin reaguje w temperaturze pokojowej z
fluorowcami i siarką

glin reaguje w temperaturze pokojowej z

fluorowcami i siarką

w wysokiej temperaturze glin wchodzi
w reakcje z węglem z utworzeniem
Al

4

C

3

w wysokiej temperaturze glin wchodzi
w reakcje z węglem z utworzeniem

Al

4

C

3

4Al + 3C Al

4

C

3



 



.

temp

99

ze względu na:

•dobre przewodnictwo elektryczne - do
wyrobu

kabli,

drutów

•dużą odporność chemiczna - do
budowy

aparatury

chemicznej

ze względu na:

•dobre przewodnictwo elektryczne

- do

wyrobu

kabli,

drutów

•dużą odporność chemiczna

- do

budowy

aparatury

chemicznej

100

stopy Al+Mg odporne na działanie wody

morskiej

stopy Al+Mg odporne na działanie wody

morskiej

stopy Al+Cu+Zn+Mg charakteryzują

się dużą wytrzymałością

stopy Al+Cu+Zn+Mg charakteryzują

się dużą wytrzymałością

do

budowy

pojazdów,

statków,

samolotów, do spawania

do

budowy

pojazdów,

statków,

samolotów, do spawania

w

przemyśle

spożywczym

(folie

aluminiowe)

w

przemyśle

spożywczym

(folie

aluminiowe)

101

Tlenek glinu

Al

2

O

3

Tlenek glinu

Al

2

O

3

150

0

C 300

o

C

2Al(OH)

3

 2AlO(OH)  2Al

2

O

3

(-Al

2

O

3

)

-2H

2

O -2H

2

O

150

0

C 300

o

C

2Al(OH)

3

 2AlO(OH)  2Al

2

O

3

(-Al

2

O

3

)

-2H

2

O -2H

2

O

102

-Al

2

O

3

biały proszek nierozpuszczalny w
wodzie
rozpuszczalny w mocnych kwasach i
ługach

-Al

2

O

3

biały proszek nierozpuszczalny w
wodzie

rozpuszczalny w mocnych kwasach i
ługach

Al

2

O

3

+ 6HCl

 2AlCl

3

+

3H

2

O

Al

2

O

3

+ 2NaOH  2NaAlO

2

+

H

2

O

Al

2

O

3

+ 6NaOH + 3H

2

O 

2Na

3

[Al(OH)

6

]

2Na

3

[Al(OH)

6

]  Na

3

AlO

3

+ 3H

2

O

Al

2

O

3

+ 6HCl

 2AlCl

3

+

3H

2

O

Al

2

O

3

+ 2NaOH  2NaAlO

2

+

H

2

O

Al

2

O

3

+ 6NaOH + 3H

2

O 

2Na

3

[Al(OH)

6

]

2Na

3

[Al(OH)

6

]  Na

3

AlO

3

+ 3H

2

O

103

-Al

2

O

3

(korund)

-bardzo

twardy, nierozpuszczalny w

kwasach i ługach

>1000

0

C

-Al

2

O

3



-

Al

2

O

3

>1000

0

C

-Al

2

O

3



-

Al

2

O

3

Al

2

O

3

+

xNaOH

Na[Al(OH)

4

]  NaAlO

2

metaglinian

Na[Al(OH)

6

]  Na

3

AlO

3

ortoglinian

104

Tworzenie spineli -
Me

II

Me

2

III

O

4

Tworzenie spineli -
Me

II

Me

2

III

O

4

Al

2

O

3

+ MgO  MgAl

2

O

4

Al

2

O

3

+ MgO  MgAl

2

O

4

korund - używany do wytwarzania mas
odpornych na wysokie temperatury

korund - używany do wytwarzania mas
odpornych na wysokie temperatury

korund z domieszką tlenków metali jest
barwny

korund z domieszką tlenków metali jest
barwny

Al

2

O

3

+ Cr

2

O

3

- czerwony -

rubin

Al

2

O

3

+ TiO

2

- niebieski -

szafir

Al

2

O

3

+ Cr

2

O

3

- czerwony

-

rubin

Al

2

O

3

+ TiO

2

-

niebieski

-

szafir

Al

2

O

3

+ CoO  CoAl

2

O

4

błękit

Thenarda

Al

2

O

3

+ CoO 

CoAl

2

O

4

błękit

Thenarda

105

Al

2

O

3

+ Cr

2

O

3

Al

2

O

3

+ Cr

2

O

3

Al

2

O

3

+ TiO

2

Al

2

O

3

+ TiO

2

107

Wodorotlenek glinu
Al(OH)

3

Wodorotlenek glinu
Al(OH)

3

Al

3+

+ 3OH

-



Al(OH)

3

Al

3+

+ 3OH

-



Al(OH)

3

występuje w trzech
odmianach:

występuje w trzech
odmianach:

gibsyt

-Al(OH)

3

,

bajeryt

 -Al(OH)

3

,

nordstrandyt

trudno

rozpuszczalny

w

wodzie

trudno

rozpuszczalny

w

wodzie

108

rozpuszcza się w kwasach i w
zasadach

rozpuszcza się w kwasach i w
zasadach

Al(OH)

3

+ NaOH 

Na[Al(OH)

4

]

Al(OH)

3

+ NaOH 

Na[Al(OH)

4

]

w mocnych zasadach powstają
gliniany:

w mocnych zasadach powstają
gliniany:

Al(OH)

3

+ 3HCl  AlCl

3

+

3H

2

O

Al(OH)

3

+ 3HCl  AlCl

3

+

3H

2

O

w mocnych kwasach tworzą się sole
glinu

w mocnych kwasach tworzą się sole
glinu

krystaliczny Al(OH)

3

ulega trudniej

działaniu kwasów i ługów niż odmiana
bezpostaciowa

krystaliczny Al(OH)

3

ulega trudniej

działaniu kwasów i ługów niż odmiana
bezpostaciowa

stosowany

jako

lek

neutralizujący

nadmiar kwasu w żołądku

stosowany

jako

lek

neutralizujący

nadmiar kwasu w żołądku

110

Tlenki, które reagują z kwasami i zasadami
nazywamy tlenkami amfoterycznymi.

Al

2

O

3

+ H

2

SO

4

 Al

2

(SO

4

)

3

+

H

2

O

Al

2

O

3

+ NaOH  Na

3

AlO

3

+ H

2

O

Tlenki amfoteryczne na ogół nie rozpuszczają
się w wodzie

.

111

Cechy amfoteryczne wykazują tlenki, w których
udział jonowego i kowalencyjnego charakteru
wiązania jest zbliżony.

Do tlenków amfoterycznych należą np.:

Al

2

O

3

, Cr

2

O

3

, As

2

O

3

, MnO

2

, ZnO

117

sole podwójne typu M

I

M

III

(SO

4

)

2

.

12H

2

O

sole podwójne typu

M

I

M

III

(SO

4

)

2

.

12H

2

O

M

I

- Na, K, Rb, Cs, NH

4

, Tl,

M

III

- Al, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Co,

Ga, In

M

I

-

Na, K, Rb, Cs, NH

4

, Tl,

M

III

-

Al, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Co,

Ga, In

najbardziej znany ałun, od którego
nadano nazwę tej klasie związków, to
siarczan potasowo-glinowy

Al

2

(SO

4

)

3

.

K

2

SO

4

.

24H

2

O czyli

KAl(SO

4

)

2

.

12H

2

O

najbardziej znany ałun, od którego
nadano nazwę tej klasie związków, to
siarczan potasowo-glinowy

Al

2

(SO

4

)

3

.

K

2

SO

4

.

24H

2

O czyli

KAl(SO

4

)

2

.

12H

2

O

126

NAJWIĘKSZE STĘŻENIA GLINU WYSTĘPUJĄ

W TKANKACH TWARDYCH

organizmy morskie do 4500
ppm
ssaki lądowe 0,5- 30
ppm

Średnia dzienna dawka glinu

pobierana przez dorosłego

człowieka wynosi około

45 mg

,

a bezpieczna około

7 mg/kg

masy ciała

127

warzywa i owoce

produkty przetworzone np.: mleko w proszku

produkty przetworzone np.: mleko w proszku

sole glinowe, które są dodawane do

produktów spożywczych (np.: do

pieczywa) w celu poprawienia cech

organoleptycznych

oraz

w

celu

przedłużenia ich trwałości

sole glinowe, które są dodawane do

produktów spożywczych (np.: do

pieczywa) w celu poprawienia cech

organoleptycznych

oraz

w

celu

przedłużenia ich trwałości

większość ziół oraz liście herbaty

większość ziół oraz liście herbaty

128

napoje w puszkach aluminiowych

napoje w puszkach aluminiowych

pokarmy pieczone w folii aluminiowej

pokarmy pieczone w folii aluminiowej

leki alkalizujące

leki alkalizujące

woda z wodociągów ( jeśli

zawiera zwiększone ilości

aluminium)

woda z wodociągów ( jeśli

zawiera zwiększone ilości

aluminium)

sól kuchenna ( jeśli zawiera

związki glinu zapobiegające jej

zawilgoceniu)

sól kuchenna ( jeśli zawiera

związki glinu zapobiegające jej

zawilgoceniu)

mąka sztucznie wybielana związkami glinu

mąka sztucznie wybielana związkami glinu

woda fluorowana, która sprzyja

uwalnianiu glinu podczas

gotowania

woda fluorowana, która sprzyja

uwalnianiu glinu podczas

gotowania

129

zaburzenia

procesów

metabolicznych

związanych

z

enzymami zależnymi od jonów
wapnia, magnezu oraz żelaza

jego

kumulację

w

różnych

narządach ( w
komórkach

mózgowych

i

w

kościach)

131

demencje typu Altzheimera i Parkinsona

demencje typu Altzheimera i Parkinsona

swoistą postać niedokrwistości

swoistą postać niedokrwistości

nadmiar - wapnienie tkanek miękkich

nadmiar - wapnienie tkanek miękkich

zanik elastyczności błon komórkowych

zanik elastyczności błon komórkowych

132

KAl(SO

4

)

3

12H

2

O

• środek ściągający do tamowania małych
krwawień

Al(OH)

3

• do oczyszczania wody z zawiesin związków

stałych, bakterii, pyłu

• jeden ze składników leków stosowanych w

chorobie wrzodowej przewodu pokarmowego,
nadkwaśności żołądka [wykorzystuje się tu
jego właściwości ściągające, alkalizujące i
koloidalne]

133

(CH

3

COO)

3

Al - płyn Burowa

• środek ściągający i antyseptyk

AlPO

4

;

,

Al(OH)CO

3

;

• jako dodatki do preparatów zobojętniających

134

Duraluminiu

- zawiera obok glinu: 2,5-

5,5% Cu;

0,5-2% Mg; 0,5-1,2%Mn

oraz 0,21% Si

Duraluminiu

-

zawiera obok glinu: 2,5-

5,5% Cu;

0,5-2% Mg; 0,5-1,2%Mn

oraz 0,21% Si

Wykorzystywane są w przemyśle

lotniczym i samochodowym

Wykorzystywane są w przemyśle

lotniczym i samochodowym

135

przedmiotów codziennego użytku

np.: naczynia kuchenne, przewody

elektryczne,

których

używa

się

zamiast przewodów miedzianych

przedmiotów codziennego użytku

np.:

naczynia kuchenne, przewody

elektryczne,

których

używa

się

zamiast przewodów miedzianych

136

w postaci granulowanej – składnik
mieszanin ogrzewających

w postaci granulowanej – składnik
mieszanin ogrzewających

folii aluminiowej

folii aluminiowej

w aluminotermii - do wydzielania
trudno topliwych metali z ich tlenków
(np.: chromu, manganu, wanadu)

138

139

Izotopy :

69

Ga (60,5%)

71

Ga

(39,5%)

Izotopy :

69

Ga (60,5%)

71

Ga

(39,5%)

pierwiastek śladowy towarzyszący
zawsze innym metalom

pierwiastek śladowy towarzyszący
zawsze innym metalom

gallit CuGaS

2

germanit Cu

3

(GeFe)S

4

gallit

CuGaS

2

germanit

Cu

3

(GeFe)S

4

140

metal miękki
ciągliwy
biały o niebieskoszarym połysku

ciekły w przedziale temperatur

przeszło 2000

o

C (29,78

o

C -

2344

o

C) nadaje się do napełniania

termometrów.

metal miękki
ciągliwy
biały o niebieskoszarym połysku

ciekły w przedziale temperatur

przeszło 2000

o

C (29,78

o

C -

2344

o

C) nadaje się do napełniania

termometrów.

Elektrolitycznie
Rozkład organicznych związków galu.

Elektrolitycznie
Rozkład organicznych związków galu.

141

pod względem chemicznym gal bardzo

przypomina cynk

odporny na działanie powietrza –

pasywacja

podczas

ogrzewania

w

suchym

powietrzu do temp. ok. 1000

o

C ulega

całkowitemu utlenieniu do Ga

2

O

3

pod względem chemicznym gal bardzo

przypomina cynk

odporny na działanie powietrza –

pasywacja

podczas

ogrzewania

w

suchym

powietrzu do temp. ok. 1000

o

C ulega

całkowitemu utlenieniu do Ga

2

O

3

4Ga + 3O

2

 2Ga

2

O

3

4Ga + 3O

2

 2Ga

2

O

3

142

gorącym kwasie azotowym,

stężonym kwasie solnym,

wodzie królewskiej

gorącym kwasie azotowym,

stężonym kwasie solnym,

wodzie królewskiej

gorącym stężonym kwasie
chlorowym (VII)

143

z wodorotlenkami litowców daje

galany

z fluorowcami z wyjątkiem jodu

reaguje na zimno

na gorąco reaguje z :

z wodorotlenkami litowców daje

galany

z fluorowcami z wyjątkiem jodu

reaguje na zimno

na gorąco reaguje z :

siarką
selenem
tellurem
fosforem
arsenem
antymone
m

siarką
selenem
tellurem
fosforem
arsenem
antymone
m

144

do wytwarzania półprzewodników

do wytwarzania półprzewodników

Ga

służy jako materiał podkładowy

do luster optycznych

elektrody z ciekłego galu stosuje się
do otrzymywania czystych metali

w materiałach nadprzewodnikowych

jako ciecz termometryczną

150

151

Izotopy :

113

In (4,33%)

115

In (95,67%)

Izotopy :

113

In (4,33%)

115

In (95,67%)

w bardzo małym stężeniu jako siarczek

towarzyszy blendzie cynkowej

w bardzo małym stężeniu jako siarczek

towarzyszy blendzie cynkowej

występujący

djalindryt In(OH)

3

jedynym znanym minerałem indu jest rzadko

ślady indu znajdują się w łupkach miedzionośnych

152

produkt uboczny w procesie
otrzymywania cynku

produkt uboczny w procesie
otrzymywania cynku

srebrzystobiały, błyszczący, bardzo

miękki metal (można krajać nożem)

srebrzystobiały, błyszczący, bardzo

miękki metal (można krajać nożem)

izotop

indu

In

-

słabo

promieniotwórczy - rozpada się

emitując

promieniowanie



i

przekształca się w trwały izotop

115

Sn.

153

mało aktywny chemicznie

mało aktywny chemicznie

po silnym ogrzaniu spala się
nieświecącym płomieniem do In

2

O

3

po silnym ogrzaniu spala się
nieświecącym płomieniem do In

2

O

3

odporny na działanie powietrza
lub tlenu (pasywacja)

odporny na działanie powietrza
lub tlenu (pasywacja)

154

roztwarza

się

w

kwasach

mineralnych,

produktami

tych

reakcji są sole indu (III) i gazowy
wodór

roztwarza

się

w

kwasach

mineralnych,

produktami

tych

reakcji są sole indu (III) i gazowy
wodór

nie reaguje z zasadami

nie reaguje z zasadami

w stanie sproszkowanym reaguje z
wodą dając wodorotlenek

w stanie sproszkowanym reaguje z
wodą dając wodorotlenek

155

NA GORĄCO REAGUJE Z:

NA GORĄCO REAGUJE Z:

 fluorowcami,

 siarką,

 selenem,

 fosforem

 azotem



fluorowcami,



siarką,



selenem,



fosforem



azotem

156

jako dodatek do stopów
dentystycznych

jako dodatek do powłok
antykorozyjnych oraz w technologii
półprzewodników

jako dodatek do stopów
dentystycznych

jako dodatek do powłok
antykorozyjnych oraz w technologii
półprzewodników

do produkcji barwników -
zwłaszcza ceramicznych

do produkcji barwników -
zwłaszcza ceramicznych

jako dodatek stopowy do stopów
łożyskowych i stali, zwiększający
odporność na korozję i twardość

jako dodatek stopowy do stopów
łożyskowych i stali, zwiększający
odporność na korozję i twardość

163

164

Izotopy :

203

Tl (29,5%)

205

Tl

(70,5%)

Izotopy :

203

Tl (29,5%)

205

Tl

(70,5%)

towarzyszy metalom ciężkim: Zn,

Cu i Fe w pirytach i blendach

występuje w solach potasowych i

mikach

rzadkie są minerały, w których tal

stanowi główny składnik:

towarzyszy metalom ciężkim: Zn,

Cu i Fe w pirytach i blendach

występuje w solach potasowych i

mikach

rzadkie są minerały, w których tal

stanowi główny składnik:

krokesyt (Tl, Cu,
Ag)

2

Se

lorandyt TlAsS

2

krokesyt

(Tl, Cu,

Ag)

2

Se

lorandyt

TlAsS

2

165

z pyłu gromadzącego się podczas
prażenia

zawierających

tal

siarczków w procesie produkcji
kwasu siarkowego

z pyłu gromadzącego się podczas
prażenia

zawierających

tal

siarczków w procesie produkcji
kwasu siarkowego

miękki, biały, błyszczący i ciągliwy

metal
na powierzchni pokrywa się

natychmiast szarym nalotem
przechowuje się go pod gliceryną

miękki, biały, błyszczący i ciągliwy

metal
na powierzchni pokrywa się

natychmiast szarym nalotem
przechowuje się go pod gliceryną

występuje w trzech odmianach: , ,
związki talu zabarwiają płomień na
kolor zielony

występuje w trzech odmianach:

, ,

związki talu zabarwiają płomień na
kolor

zielony

167

w wilgotnym powietrzu pokrywa się

szarą warstewką tlenku

w temperaturze pokojowej tworzy z

tlenem zarówno tlenek talu(I) Tl

2

O jak i

tlenek talu (III) Tl

2

O

3

rozpuszcza się powoli w alkoholu

(powstaje alkoholan i wydziela się

wodór)

bardzo dobrze roztwarza się w

rozcieńczonym kwasie azotowym i

siarkowy

w wilgotnym powietrzu pokrywa się

szarą warstewką tlenku

w temperaturze pokojowej tworzy z

tlenem zarówno tlenek talu(I) Tl

2

O jak i

tlenek talu (III) Tl

2

O

3

rozpuszcza się powoli w alkoholu

(powstaje alkoholan i wydziela się

wodór)

bardzo dobrze roztwarza się w

rozcieńczonym kwasie azotowym i

siarkowy

168

tal nie rozpuszcza się w kwasie solnym

- tworzy chlorek szczelnie pokrywający

metal

nie roztwarza się w roztworach

alkaliów i ciekłym amoniaku

z fluorowcami reaguje w temperaturze

pokojowej

z siarką, selenem, tellurem wiąże się

bezpośrednio na gorąco

tal i jego związki są trujące

tal nie rozpuszcza się w kwasie solnym

- tworzy chlorek szczelnie pokrywający

metal

nie roztwarza się w roztworach

alkaliów i ciekłym amoniaku

z fluorowcami reaguje w temperaturze

pokojowej

z siarką, selenem, tellurem wiąże się

bezpośrednio na gorąco

tal i jego związki są trujące

169

jako składnik stopów

dodatek do wolframu w produkcji

żarówek

w postaci stopu z rtęcią – do napełniania

termometrów do niskich temperatur

jako składnik stopów

dodatek do wolframu w produkcji

żarówek

w postaci stopu z rtęcią – do napełniania

termometrów do niskich temperatur

używa się do wyrobu trucizn na szczury
i inne szkodniki

składniki specjalnych szkieł optycznych o
wysokim

współczynniku

załamania

światła

stosowany kiedyś do leczenia grzybicy i
innych infekcji skórnych

171

jest łatwo pobierany przez rośliny

jego stężenie w wysokości 2 ppm w
systemie korzeniowym może hamować
rozwój roślin

obniża zawartość chlorofilu

hamuje proces zawiązywania nasion
oraz ich kiełkowania

Najbardziej wrażliwe na toksyczne
działanie talu są rośliny motylkowe,
tytoń, zboża i gryka

176