UKŁAD OKRESOWY PIERWIASTKÓW 

CHEMICZNYCH

grupa

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

konfig.
elektr.

ns

1

ns

2

(n-1)

d

1

ns

2

(n-1)

d

2

ns

2

(n-1)

d

3

ns

2

(n-1)

d

4

ns

2

(n-1)

d

5

ns

2

(n-1)

d

6

ns

2

(n-1)

d

7

ns

2

(n-1)

d

8

ns

2

(n-1)

d

9

ns

2

(n-1)

d

10

ns

2

s

2

p

1

s

2

p

2

s

2

p

3

s

2

p

4

s

2

p

5

s

2

p

6

okres

blok s

pierwiastki zewnętrznoprzejściowe (blok d)

pierwiastki bloku p

I

H

II

Li Be

III

Na Mg

IV

K

Ca

V

Rb Sr

VI

Cs Ba

VII Fr Ra

He

B

C

N

O

F

Ne

Al

Si

P

S

Cl Ar

Ga Ge As Se Br Kr

In

Sn Sb Te

I

Xe

Tl

Pb Bi Po At Rn

Berylowce (metale ziem alkalicznych)

Właściwości fizyczne berylowców

Pierwiastek

Beryl

Magnez

Wapń

Stront

Bar

Rad

Symbol

Be

Mg

Ca

Sr

Ba

Ra

Konfiguracja elektronowa

2s

2

3s

2

4s

2

5s

2

6s

2

7s

2

Masa atomowa, u

9,012182 24,3050

40,078

87,62

137,327 (226)

Gęstość, g · cm

 3

1,848

1,738

1,550

2,540

3,594

Temperatura topnienia, K

1560

923

1115

1050

1000

973

Temperatura wrzenia, K

2744

1363

1757

1655

2170

Energia jonizacji, kJ · mol

 1

I M   M

+

 + e



II M

+

   M

2+

 + e



899,5

1757,1

737,7

1450,7

589,8

1145,4

549,5

965,3

502,9

979,1

509,4

Elektroujemność
(Allred Rochow)

1,47

1,23

1,04

0,99

0,97

0,97

Potencjał standardowy, V

 1,847

 2,372

 2,868

 2,899

 2,912

 2,8

Promień atomowy , pm

125

145

174

192

198

Promień jonowy (LK = 6), pm

45

72

100

118

135

Związki Be i Ba są 

toksyczne !

Barwią płomień gazowy na kolor: 

Ca - 

Ca - 

ceglastoczerwony

ceglastoczerwony

,             

,             

Sr - karminowy

Sr - karminowy

, 

, 

Ba - 

Ba - 

zielony

zielony

, 

, 

Ra - karminowy

Ra - karminowy

 

 

Berylowce - występowanie w 

Berylowce - występowanie w 

przyrodzie, minerały

przyrodzie, minerały

Beryl

 - zawartość w skorupie ziemskiej 

10

4 

%

;

 g

ł

ówny 

minera

ł - 

beryl

beryl

, 

Be

3

Al

2

[Si

6

O

18

]

.

 

Metaliczny beryl 

otrzymuje si

ę

 przez elektroliz

ę

 stopionej mieszaniny 

BeCl

2

 i NaCl w temperaturze ok. 620 K lub przez 

elektroliz

ę stopionego zasadowego fluorku, o składzie 

2BeO ·5BeF

2

, w temperaturze 1670 K. 

Beryl dodaje się do 

stopów z miedzią i do stopów glinu i magnezu. 

 

Magnez

 - zawartość w skorupie ziemskiej 

2,33

 

%

;

 

minera

ły krzemianowe - 

oliwin

, 

serpentyn

, 

talk

 oraz 

węglanowe - 

magnezyt 

i

 dolomit

. W wodzie morskiej 

zawartość soli Mg dochodzi do 0,3%.

  

Metaliczny 

magnez otrzymuje si

ę

 przez elektroliz

ę

 stopionej 

mieszaniny MgCl

2

, CaCl

2

 i NaCl w temperaturze ok. 

1000 K lub przez redukcj

ę MgO węglem, węglikiem 

wapnia CaC

2

 lub ferrokrzemem w temp 2300 K w 

atmosferze wodoru lub gazu ziemnego. Magnez jest 

najlżejszym metalem użytkowym. Znajduje 

zastosowanie jako składnik lekkich stopów. Stop 

elektron zawiera 90% Mg oraz Al, Zn, Mn, Cu i Si. 

Wapń

 - zawartość w skorupie ziemskiej 

4,15

 

%; 

minera

ły krzemianowe i glinokrzemianowe oraz 

węglanowe - 

kalcyt 

i

 aragonit

, a także siarczanowe - 

anhydryt

 i 

gips

. 

Fosforyt

 i 

apatyt 

to fosforany a 

fluoryt

 

to CaF

2

. 

Metaliczny wap

ń

 otrzymuje si

ę

 przez 

elektroliz

ę

 stopionych chlorków. 

Berylowce -Sr, Ba i Ra

Berylowce -Sr, Ba i Ra

Stront i bar

 występują w przyrodzie w małych ilościach 

(rzędu 

10

2

%

). 

Występują w postaci siarczanów: SrSO

4

 - 

celestyn

, BaSO

4

 - 

baryt

 i węglanów: SrCO

3

 - 

stroncjanit

 i 

BaCO

3

 - 

witeryt

.

 

Metaliczny stront otrzymuje si

ę

 przez 

elektroliz

ę

 stopionych chlorków a bar przez redukcj

ę

 

tlenku metalicznym glinem (metod

ą aluminotermiczną)

. 

Rad

 

jest jednym z produktów radioaktywnego rozpadu 

uranu, występuje w bardzo małych ilościach we 

wszystkich minerałach uranowych. Najbogatszym w rad 

minerałem jest 

blenda smolista

. Zawiera ona 0,14 g Ra w 

100 kg. W toku przeróbki rud uranowych rad strąca się 

w postaci siarczanu 

RaSO

4

, 

razem z barem służącym jako 

nośnik. Osad obu siarczanów przeprowadza się w w 

bromki i rozdziela za pomocą frakcjonowanej 

krystalizacji. 

Metaliczny rad został otrzymany w 1910r. 

przez Marię Skłodowską-Curie na drodze elektrolizy 

chlorku radu.

 Użyto przy tym katody rtęciowej. Po 

zakończeniu elektrolizy rtęć oddzielano od radu przez jej 

oddestylowanie. Rad wykorzystywano jako źródło 

promieniowania 



. Rad jest metalem srebrzystob

iałym

, 

utlenia si

ę

 w atmosferze powietrza i rozk

ł

ada wod

ę. 

Tworzy łatwo rozpuszczalny chlorek, 

RaCl

2

 i trudno 

rozpuszczalny siarczan, 

RaSO

4

.

. 

RaCO

3

 jest trudno 

rozpuszczalny w wodzie, ale ulega działaniu kwasów.  

 

Reaktywność berylowców: Be, Mg, Ca, Sr, Ba, 

Reaktywność berylowców: Be, Mg, Ca, Sr, Ba, 

Ra  -  M

Ra  -  M

Największą odporność chemiczną

 

 wykazuje 

beryl

, 

który pokrywa się cienką warstwą ochronną 

tlenku, ogrzewany zapala się tylko po uprzednim 

sproszkowaniu. Z wodą nie reaguje w 

temperaturze pokojowej ani po podgrzaniu.    

Magnez

 mniej odporny niż Be, w normalnych warunkach 

pokrywa się warstwą ochronną tlenku lub wodorotlenku. W 

powietrzu zapala się po ogrzaniu do 1030 K dając 

MgO

 i 

Mg

3

N

2

. Z wodą reaguje w temp. ponad 340 K, wydzielając 

wodór.

    

Mg + 2H

2

O  Mg(OH)

2

 + H

2

 

Wapń

 reaguje z wodą niezbyt szybko, a 

bar

 

gwałtownie.

Ca, Sr, Ba i Ra

 reagują z tlenem już w temperaturze 

pokojowej i dlatego muszą być przechowywane pod naftą. Ca, 

Sr i Ba tworzą nadtlenki MO

2

. W temp. 770K

 

Ba + O

2

  

BaO

2

; 

w temp. 1000 K

 BaO

2

 

+ 2HCl

 

 BaCl

2

 + H

2

O

2 

Reagują z kwasami:

 

M + 2HR  MR

2

 + H

2

 

Na beryl nie dzia

ł

a kwas HNO

3

 (pasywacja) a na magnez nie 

dzia

ła HF (warstewka trudno rozpuszczalnego MgF

2

).

 

Tylko beryl rozpuszcza się w stężonych zasadach (tworzy 

amfoteryczny wodorotlenek):

 

Be + 2NaOH  Na

2

BeO

2

 + 

H

2

Związki 

Związki 

berylowców M

berylowców M

Tlenki  MO i wodorotlenki 

M(OH)

2

BeO (kowalencyjny), MgO, CaO, SrO, BaO (jonowe, 

sieć przestrzenna typu NaCl l.k. 6:6, wysokie 

temperatury topnienia; BaO 2246 K, MgO i CaO 

3099 K, BeO 2851 K, SrO 2805 K)

BeO nie reaguje z H

2

O, MgO tylko po rozdrobnieniu, 

pozostałe reagują z wodą bardzo łatwo i z wydzieleniem 

ciepła:

 

MO + H

2

O  M(OH)

2

 

Od Be(OH)

2

 do Ba(OH)

2

 wzrasta rozpuszczalność w 

wodzie i moc zasad.

 

Tylko Be(OH)

2

 wykazuje 

właściwości amfoteryczne (roztwarza się zarówno w 

kwasach jak i zasadach).  

Be(OH)

2

 + 2HCl   BeCl

2

 

+ 2H

2

O

W temperaturze 1200 K

 CaCO

3

  CaO 

(wapno palone)

 + 

CO

2

Tlenki MO otrzymuje się przez rozkład termiczny 

węglanów, azotanów, szczawianów lub 

wodorotlenków.

Be(OH)

2

 + 2NaOH  

Na

2

[Be(OH)

4

]

Gaszenie wapna

 

CaO + H

2

O  Ca(OH)

2

 

(woda wapienna)

Twardnienie zaprawy murarskiej 

Ca(OH)

2

 + CO

2

  

CaCO

3

Związki 

Związki 

berylowców

berylowców

Wodorki MH

Wodorki MH

2

2

BeCl

2

 + 2LiH  BeH

2

 + 2LiCl 

(w roztworze eterowym)

2Be(CH

3

)

2

 + LiAlH

4

  2BeH

2

 + LiAl(CH

3

)

4

W temp. 570 K 

BeH

2

  Be + H

2

BeH

2

 

(zwi

ą

zek kowalencyjny)

 

Mg + H

2

 

(zwiększone ciśnienie)

  MgH

2

 

(rozpad na 

pierwiastki pod wpływem ogrzewania; wykorzystanie 

w prototypowych samochodach o silnikach 

napędzanych wodorem) 

Ca + H

2

 

(w temp.  670 K)

  CaH

2

 

(zwi

ą

zek jonowy podobnie 

jak SrH

2

, BaH

2

) 

 

CaH

2

 + 2H

2

O  Ca(OH)

2

 + 2H

2

 

(reakcja gwałtowna, 

zastosowanie do otrzymywania wodoru)

Be - H - Be (wiązanie 

Be - H - Be (wiązanie 

trójcentrowe, 

trójcentrowe, 

dwuelektronowe)

dwuelektronowe)

Be

Be

Be

Be

H

H

H

H

H

H

H

H

Związki berylowców z fluorowcami 

Związki berylowców z fluorowcami 

typu MX

typu MX

2

2

 

 

Be

Be

Be

Be

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

Jonowy tylko BeF

Jonowy tylko BeF

2

2

, pozostałe halogenki berylu mają 

, pozostałe halogenki berylu mają 

charakter kowalencyjny. BeCl

charakter kowalencyjny. BeCl

2

2

 w stanie stałym zawiera 

 w stanie stałym zawiera 

w swej sieci przestrzennej nieskończone łańcuchy, w 

w swej sieci przestrzennej nieskończone łańcuchy, w 

których Be ma liczbę koordynacyjną 4.

których Be ma liczbę koordynacyjną 4.

 

 

  

  

Z roztworów wodnych BeCl

Z roztworów wodnych BeCl

2

2

 

 

wydziela się w postaci 

wydziela się w postaci 

uwodnionej, która podobnie do 

uwodnionej, która podobnie do 

innych soli uwodnionych berylu 

innych soli uwodnionych berylu 

zawiera jon kompleksowy 

zawiera jon kompleksowy 

tetraakwaberylu [Be(H

tetraakwaberylu [Be(H

2

2

O)

O)

4

4

]Cl

]Cl

2

2

. 

. 

Traci on wodę dopiero w 

Traci on wodę dopiero w 

temperaturze 470 K. 

temperaturze 470 K. 

 

 

Mają charakter jonowy z wyjątkiem kowalencyjnych 

Mają charakter jonowy z wyjątkiem kowalencyjnych 

BeX

BeX

2

2

, X = Cl, Br, I

, X = Cl, Br, I

MgCl

MgCl

2

2

 i CaCl

 i CaCl

2

2

 mają właściwości higroskopijne; 

 mają właściwości higroskopijne; 

chłoną wodę przechodząc w sole uwodnione 

chłoną wodę przechodząc w sole uwodnione 

MCl

MCl

2

2





 6H

 6H

2

2

O (środki suszące). 

O (środki suszące). 

CaCl

CaCl

2 

2 





 6H

 6H

2

2

O rozpuszczany w wodzie pochłania ciepło; 

O rozpuszczany w wodzie pochłania ciepło; 

w mieszaninie  z lodem znajduje zastosowanie jako 

w mieszaninie  z lodem znajduje zastosowanie jako 

mieszanina oziębiająca (

mieszanina oziębiająca (





55

55

o

o

C).

C).

  

  

BaCl

BaCl

2

2

 krystalizuje jako BaCl

 krystalizuje jako BaCl

2 

2 





 2H

 2H

2

2

O, nie jest 

O, nie jest 

higroskopijny.    BaCl

higroskopijny.    BaCl

2

2

 wykazuje silne działanie 

 wykazuje silne działanie 

trujące ! ! ! (płukanie żołądka roztworem Na

trujące ! ! ! (płukanie żołądka roztworem Na

2

2

SO

SO

4 

4 

 - 

 - 

soli glauberskiej)

soli glauberskiej)

     

     

 

 

(MgCl

(MgCl

2

2

 + MgO) cement 

 + MgO) cement 

Sorela 

Sorela 

Związki 

Związki 

berylowców

berylowców

Nadtlenki MO

Nadtlenki MO

2

2

,

,

 

 

 M = Ca, 

 M = Ca, 

Sr, Ba

Sr, Ba

(w temp. ~770 K)     2BaO + O

(w temp. ~770 K)     2BaO + O

2

2

 

 





 2BaO

 2BaO

2

2

(w temp. >1000 K) BaO

(w temp. >1000 K) BaO

2

2

 + 2HCl 

 + 2HCl 





 

 

BaCl

BaCl

2

2

 + H

 + H

2

2

O

O

2

2

Azotki M

Azotki M

3

3

N

N

2

2

,

,

 

 

 M = Be, Mg, 

 M = Be, Mg, 

Ca, Sr, Ba

Ca, Sr, Ba

(w temp. 1200 K) 3Be + N

(w temp. 1200 K) 3Be + N

2

2

 

 





 

 

Be

Be

3

3

N

N

2

2

(w temp. ~600 K) 3M + N

(w temp. ~600 K) 3M + N

2

2

 

 





 M

 M

3

3

N

N

2

2

 

 

(Mg, Ca, Sr, Ba)

(Mg, Ca, Sr, Ba)

Węgliki: MC

Węgliki: MC

2

2

 (acetylenek, C

 (acetylenek, C

2

2

2-

2-

),

),

   

   

M = Be, 

M = Be, 

Mg, Ca, Sr

Mg, Ca, Sr

Mg

Mg

2

2

C

C

3

3

 (allilek, C

 (allilek, C

3

3

4-

4-

), Be

), Be

2

2

C (metanek, C

C (metanek, C

4-

4-

 

 

) 

) 

(w łukowych piecach elektrycznych)

(w łukowych piecach elektrycznych)

 CaO + 3C 

 CaO + 3C 





 CaC

 CaC

2

2

 

 

(

(

karbid

karbid

) + CO

) + CO

Karbid ogrzewany w strumieniu azotu przechodzi w 

Karbid ogrzewany w strumieniu azotu przechodzi w 

cyjanamid wapnia 

cyjanamid wapnia 

(azotniak - 

(azotniak - 

nawóz sztuczny

nawóz sztuczny

)

)

     

     

CaC

CaC

2

2

 + N

 + N

2

2

 

 





 CaCN

 CaCN

2

2

 + C

 + C

CaCN

CaCN

2

2

 + 3H

 + 3H

2

2

O 

O 





 CaCO

 CaCO

3

3

 + 2NH

 + 2NH

3

3

Mg

Mg

3

3

N

N

2

2

  +  3H

  +  3H

2

2

O 

O 





  3MgO  +  2NH

  3MgO  +  2NH

3

3

     

     

Związki 

Związki 

berylowców

berylowców

Węglany MCO

Węglany MCO

3

3

,

,

 

 

 M = Be, Mg, Ca, 

 M = Be, Mg, Ca, 

Sr, Ba

Sr, Ba

Trudno rozpuszczalne w wodzie węglany pod 

Trudno rozpuszczalne w wodzie węglany pod 

wpływem CO

wpływem CO

2

2

 przechodzą w wodorowęglany 

 przechodzą w wodorowęglany 

dobrze rozpuszczalne w H

dobrze rozpuszczalne w H

2

2

O, ale jest to reakcja 

O, ale jest to reakcja 

odwracalna.

odwracalna.

 

 

 

 

MCO

MCO

3

3

 + H

 + H

2

2

O + CO

O + CO

2

2

 

 





     M(HCO

     M(HCO

3

3

)

)

2

2





     

     

podczas gotowania:

podczas gotowania:

 M(HCO

 M(HCO

3

3

)

)

2

2

  

  





 

 

MCO

MCO

3

3

 

 





  + 

  + 

H

H

2

2

O + CO

O + CO

2

2

 

 





 

 

Siarczany MSO

Siarczany MSO

4

4

,

,

 

 

 M = Be, Mg, Ca, 

 M = Be, Mg, Ca, 

Sr, Ba

Sr, Ba

Rozpuszczalność MSO

Rozpuszczalność MSO

4

4

 w H

 w H

2

2

O 

O 

(g /1kg)

(g /1kg)

MgSO

MgSO

4

4

35,6

35,6

CaSO

CaSO

4

4

0,206

0,206

SrSO

SrSO

4

4

0,011

0,011

BaSO

BaSO

4

4

0,00025

0,00025

MgSO

MgSO

4 

4 





 7H

 7H

2

2

O sól gorzka

O sól gorzka

CaSO

CaSO

4 

4 





 2H

 2H

2

2

O gips

O gips

CaSO

CaSO

4

4

 anhydryt

 anhydryt

BaSO

BaSO

4

4

 (

 (

biała farba mineralna; 

biała farba mineralna; 

materiał kontrastowy 

materiał kontrastowy 

absorbujący promienie 

absorbujący promienie 

rentgenowskie w badaniach 

rentgenowskie w badaniach 

rentgenologicznych żołądka i 

rentgenologicznych żołądka i 

jelit)

jelit)

 

 

Związki kompleksowe 

berylowców

C

20

H

39

O

O

O

O

N

N

N

N

N

N

N

N

Mg

N

O

Me

kwas etylenodiaminotetraoctowy 

..

..

..

..

..

..

N

N

CH

2

-COOH

CH

2

-CH

2

CH

2

-COOH

HOOC-CH

2

HOOC-CH

2

Chlorofil - związek 

kompleksowy Mg z porfiryną

Ca

N

N

O

O

O

O

O

O

O

O

[Ca(edta

[Ca(edta

)]

)]

2-

2-

MgSO

MgSO

4 

4 





 7H

 7H

2

2

O

O

 

[Mg(H

2

O)

6

]

2+

   

jon 

kompleksowy

 

heksaakwamag

nezu

Mg

O

O

O

O

O

O

Największą tendencj

ę

 do tworzenia 

związków kompleksowych wykazuje 

Be, który tworzy związki 

tetraedryczne (hybrydyzacja sp

3

). 

[BeF

[BeF

4

4

]

]

2

2





  

  jon 

kompleksowy 

tetrafluoroberylanu

H

4

(edta)

]

Borowce - grupa 

Borowce - grupa 

13. 

13. 

Właściwości fizyczne borowców

Pierwiastek

Bor

Glin

Gal

Ind

Tal

Symbol

B

Al

Ga

In

Tl

Konfiguracja elektronowa

2 s

2

p

1

3 s

2

p

1

4 s

2

p

1

5 s

2

p

1

6 s

2

p

1

Masa atomowa, u

10,811 26,981538

69,723

114,818

204,3833

Gęstość, g · cm

 3

2,34

2,698

5,907

7,31

11,85

Temperatura topnienia, K

2570

933,47

302,91

429,75

577

Temperatura wrzenia, K

2820

2790

2500

2340

1740

Energia jonizacji, kJ · mol

 1

I M   M

+

 + e



II M

+

   M

2+

 + e



III M

2+

   M

3+

 + e



800,6

2427,0

3659,8

577,6

1816,7

2744,8

578,8

1979

2963

558,3

1820.6

2705

589,4

1971

2878

Elektroujemność
(Allerd Rochow)

2,01

1,47

1,82

1,49

1,44

Potencjał standardowy, V,

M

3+

/M

 1,662

 0,549

 0,3382

+0,741

Promień atomowy , pm

88

118

126

144

148

Promień jonowy (LK = 4), pm

23

54

62

80

89

Bor - pierwiastek niemetaliczny, tworzy wyłącznie związki 

kowalencyjne. Jego wysoka temp. topnienia wynika z 

występowania w jego sieci  przestrzennej mocnych wiązań 

kowalencyjnych.

 

Wszystkie pierwiastki grupy 13. występują na stopniu utlenienia 

III a In i Tl też na I.

Bor 

Bor 

(10

-4

% skorupy 

ziemskiej)

Otrzymywanie

1 Redukcja tlenku boru B

2

O

3

 metalicznym 

magnezem

B

2

O

3

 + Mg  2B + 3MgO

2 Redukcja BCl

3

 lub BBr

3

 wodorem w

 łuk

u 

elektrycznym

2BBr

3

 + 3H

2

  2B + 6HBr

3 Rozk

ł

ad termiczny jodku boru w temp. 

1100-1300 K

2BI

3

   2B + 3I

2

Związki boru z wodorem

 - 

borany

borany (borowodory): B

n

H

n+4

, 

B

n

H

n+6

 

(brak

 BH

3

)

Synteza diboranu: 4BCl

3

 + 3LiAlH

4

 

  2B

2

H

6

 

+ 3LiAlCl

4

Borany - toksyczne substancje o przykrym 

zapachu, utleniają się na powietrzu, 

reagują z wodą z wydzieleniem wodoru a 

w reakcji z wodorkami litowców tworzą 

trwałe jony hydroboranowe  - BH

4



 

B

2

H

6

 + 6H

2

O  2H

3

BO

3

 + 6H

2

   

(

kwas trioksoborowy)

2NaH + B

2

H

6

  2NaBH

4

 

 

(tetrahydroboran sodu)

B

B

H

H

H

H

H

H

B

B

2

2

H

H

6

6

 

 - stosowany jako paliwo rakietowe, gdyż jego ciepło 

spalania jest dwukrotnie większe aniżeli ciepło spalania 

takiej samej masy węglowodorów.

Kwas  borowy 

H

H

3

3

BO

BO

3

3

,

,

  

boraks 

Na

Na

2

2

B

B

4

4

O

O

7

7

 10H

 10H

2

2

O

O

Związki  

boru

B

B

2

2

O

O

3

3

 - 

 - 

tritlenek diboru, bezwodnik kwasu 

trioksoborowego (ortoborowego) H

3

BO

3

, 

powstaje w wyniku ogrzewania tego kwasu w 

temp. ciemnego żaru: 2H

3

BO

3 

  B

2

O

3

 + 3H

2

O

W temp. ~400 K kwas ortoborowy traci tylko część wody 

i przechodzi w kwas metaborowy, HBO

2

       H

3

BO

3

  

HBO

2

 + H

2

O

Zastosowanie H

Zastosowanie H

3

3

BO

BO

3

3

:

: 

otrzymywanie boraksu,

 

środek 

konserwujący w przemyśle żywnościowym,

 

środek 

dezynfekujący,

 

do impregnowania tkanin w celu 

zmniejszenia ich palności,

 

w reaktorach jądrowych do 

pochłaniania neutronów.

Sole kwasów borowych: 

Sole kwasów borowych: 

oksoborany - BO

oksoborany - BO

3

3

3

3





 ,

 ,

 

 

polioksoborany - B

polioksoborany - B

2

2

O

O

5

5

4

4





,  B

,  B

3

3

O

O

6

6

3

3





, B

, B

4

4

O

O

7

7

2 

2 





BO

3

3-

B

O

O

O

3-

B

2

O

5

4-

B

O

O

4-

B

O

O

O

Na

2

B

4

O

7 

10H

2

O (boraks)

B

O

O

B

O

HO

O

B

OH

2-

B

O

OH

OH

anion perboraksu

O

B

O

HO

O

B

HO

2-

O

OH

OH

Borki - M

Borki - M

n

n

B

B

m

m

 

 

(związki boru z 

metalami np. Be

2

B, MgB

2

, CaB

6

, 

ZrB

12

) charakteryzują się dużą 

odpornością na czynniki chemiczne, 

wysokimi temperaturami topnienia i 

niekiedy dobrym przewodnictwem 

elektrycznym.

Glinowce: Al, Ga, 

Glinowce: Al, Ga, 

In, Tl

In, Tl

Rozpowszechnienie w skorupie 

ziemskiej

Al

 (8,23%, trzeci po tlenie i krzemie), 

Ga

 (1,9 10

-

4

%), 

In

 (4.5 10

-5

%), 

Tl

 (8,5 10

-5

%) - 

związki talu są 

toksyczne!

 

Otrzymywanie metalicznego glinu (nazwa glinu jako metalu 

użytkowego - aluminium)

1. Przeróbka rudy (np. boksytu AlO·OH) na tlenek 

glinu Al

2

O

3

  

  

2. Elektrolityczna redukcja Al

2

O

3

 w stopionym 

kriolicie - Na

3

AlF

6

, w temp. ok. 1220 K 

(katodę () 

stanowi żelazna wanna a anodę (+) bloki grafitowe).

 

 

Właściwości 

Właściwości 

chemiczne Al

chemiczne Al

W normalnych warunkach glin pokrywa się cienką 

warstwą tlenku glinu, która chroni go przed dalszym 

utlenianiem oraz działaniem kwasów i zasad 

(pasywacja).

Al roztwarza się w roztworach mocnych kwasów  i zasad z 

wydzieleniem H

2

2Al + 6HCl  2AlCl

3

 + 3H

2

;

              

2Al + 2NaOH + 6H

2

O  

2Na[Al(OH)

4

] + 3H

2

 

Podczas ogrzewania Al łączy się łatwo z tlenem z powietrza, a 

także z tlenem zawartym w tlenkach innych metali, co 

wykorzystuje się do wydzielania innych metali z tlenków 
(aluminotermia)

  

3Fe

3

O

4

 + 8Al  4Al

2

O

3

 + 9Fe    H= 3396 kJ ·mol

-1

 (termit 

Goldschmidta)

 

Stopy Al: duraluminium (Al + 2,5-5,5% Cu, 0,5-2% Mg, 0,5-1,2% 

Mn, 0,2-1% Si); skleron (Al + 12% Zn, 3% Cu); magnalium (Al + 
Mg); hydronalium (Al + Mg)

  

  

Związki 

Związki 

glinowców

glinowców

Al

Al

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

Halogenki MX

3

: Gazowy AlCl

3

 ma 

budowę dimeryczną, a z roztworów 

wodnych wydziela się w postaci jonu 

kompleksowgo [Al(H

2

O)

6

]Cl

3

.

Wodorotlenek glinu ma właściwości 

amfoteryczne - roztwarza się zarówno w kwasach 

jak i zasadach

Al(OH)

Al(OH)

3

3

 + OH

 + OH





 

 





 [Al(OH)

 [Al(OH)

4

4

]

]





 ;    [Al(OH)

 ;    [Al(OH)

4

4

]

]





  + 2OH

  + 2OH





 

 





 

 

[Al(OH)

[Al(OH)

6

6

]

]

3

3





 

 

Al(OH)

Al(OH)

3

3

 + 3H

 + 3H

+ 

+ 





 Al

 Al

3+  

3+  

+ 

+ 

3H

3H

2

2

O 

O 

Al

Al

2

2

(SO

(SO

4

4

)

)

3

3

 

 





 

 

18H

18H

2

2

O (siarczan glinu - 

O (siarczan glinu - 

zastosowanie w farbiarstwie, garbarstwie i 

zastosowanie w farbiarstwie, garbarstwie i 

przy produkcji papieru)

przy produkcji papieru)

Ałuny: M

Ałuny: M

2

2

SO

SO

4

4

 

 





 Al

 Al

2

2

(SO

(SO

4

4

)

)

3

3

 

 





 

 

24H

24H

2

2

O, M = Na, K, 

O, M = Na, K, 

Rb, Cs, Tl K

Rb, Cs, Tl K

2

2

SO

SO

4

4

 

 





 Al

 Al

2

2

(SO

(SO

4

4

)

)

3

3

 

 





 

 

24H

24H

2

2

O (ałun 

O (ałun 

glinowo-potasowy)

glinowo-potasowy)

Tal tworzy trwałe związki na +I stopniu utlenienia : 

Tal tworzy trwałe związki na +I stopniu utlenienia : 

TlOH, Tl

TlOH, Tl

2

2

O, Tl

O, Tl

2

2

CO

CO

3

3

, Tl

, Tl

2

2

SO

SO

4

4

. Właściwości jonu Tl

. Właściwości jonu Tl

+ 

+ 

 są 

 są 

zbliżone do właściwości jonów litowców. 

zbliżone do właściwości jonów litowców. 

Wszystkie 

Wszystkie 

rozpuszczalne związki talu są silnie trujące !!!

rozpuszczalne związki talu są silnie trujące !!!

 

 

Węglow

Węglow

ce

ce

Właściwości fizyczne węglowców

Pierwiastek

Węgiel

Krzem

German

Cyna

Ołów

Symbol

C

Si

Ge

Sn

Pb

Konfiguracja elektronowa

2 s

2

p

2

3 s

2

p

2

4 s

2

p

2

5 s

2

p

2

6 s

2

p

2

Masa atomowa, u

12,0107 28,0855

72,61

118,710

207,2

Gęstość, g · cm

 3

2,1-2,3 

gr.

3,514 

diam

.

2,329

5,323

5,75(-Sn)
7,31(-Sn)

11,35

Temperatura topnienia, K

4765

1687

1211,40

505,08

600,61

Temperatura wrzenia, K

3915

(subl.)

3538

3106

2875

2022

Energia jonizacji, kJ · mol

 1

1086,4

786,5

762,2

708,6

715,5

Elektroujemność(

Allred Rochow)

2,50

1,74

2,02

1,72

1,55

Promień kowalencyjny, pm

77

117

122

140

154

Promień jonowy X

4

+

(LK = 4), pm

15

26

39

55

65

Promień jonowy X

2+ 

, 

pm

73 (LK = 4)

93

115 (LK = 6)

Energia wiązania pomiędzy

atomami danego pierwiastka
X X, kJ · mol

 1

348

226

163

195

100

Energia wiązania z wodorem
X H, kJ · mol

 1

411

326

288

<314

180

Energia wiązania z tlenem
X O, kJ · mol

 1

358

452

363

557

398

C

C





H

H





  

  





+

+





+  

+  





Si

Si





H

H

Węglowce

Węglowce

Tworzenie czterech wiązań kowalencyjnych przy udziale 

czterech zhybrydyzowanych orbitali sp

3

.

 

 Najsilniejszą 

polaryzację i najsilniej zaznaczony charakter jonowy 

wykazują wiązania tworzone przez Sn i Pb. Większą 

liczbę wiązań kowalencyjnych niż 4 mogą tworzyć 

węglowce, które rozporządzają wolnymi orbitalami d w 

powłoce walencyjnej, a więc wszystkie z wyjątkiem 

węgla, np. [SiF

6 

]

2

, [SnCl

6

]

2

.

 

Stopnie utlenienia: IV i II (aniony C

4

 i C

2

2

 tylko w 

węglikach typu soli, będących związkami węgla z 

metalami o małej elektroujemności). W miarę wzrostu 

liczby atomowej maleje trwałość stopnia utlenienia IV a 

rośnie trwałość stopnia utlenienia II.

  

  

  

Rozpowszechnienie w skorupie ziemskiej: C - 

0,02%; Si - 28,2%;              Ge - 1,5 ·10

4

%; Sn - 

2,3 ·10

4

%; Pb - 1,4 ·10

3

%.

 

Związki z wodorem - polaryzacja wiązania C



H

+

, 

Si

+

H



Wzrost reaktywności w stosunku do wody w 

reakcji hydrolizy: CH

4

 < GeH

4

 < SnH

4

  SiH

4

SiH

4

 + OH



 + H

3

O

+

  H

3

SiOH + H

2

 + H

2

O

Węgiel wyróżnia spośród węglowców zdolność do 

tworzenia łańcuchów złożonych tylko z atomów węgla 

oraz możliwość tworzenia podwójnych i potrójnych 

wiązań między atomami węgla  

 

Krzem tworzy w krzemianach trwałe łańcuchy SiOSi 

OSi 

Związki węgla

Konfiguracja elektronowa C 1s

2

2s

1

2p

x

1

2p

y

1

2p

z

1

Trzy możliwe hybrydyzacje orbitali walencyjnych atomu węgla:

sp

3 

 - CH

4

 (hybrydyzacje tetraedryczna, kąty między wiązaniami 109,5

o

)

sp

2  

 - C

2

H

4

 (hybrydyzacje trygonalna, kąty między wiązaniami 120

o

)

sp - C

2

H

2

 (hybrydyzacje dygonalna, kąty między wiązaniami 180

o

)

Hybrydyzacja 

orbitali atomowych 

węgla

 

sp

2

x

H

H

H

H

-

+

C

-

+

C

sp

2

sp

2

sp

2

sp

2

z

z

x

H

H

H

H

-

C

C

+

-

x

H

H

H

H

-

C

C

+

+



b

*

E



b





2p

z

2p

z

Tworzenie 

Tworzenie 

wiązania 

wiązania 

typu 

typu 





Energia orbitali 

Energia orbitali 

walencyjnych typu 

walencyjnych typu 





  

  

etylenu

etylenu

Odmiany alotropowe 

węgla

Węgiel w stanie wolnym występuje

 

 

w postaci dwu 

minerałów: diamentu i grafitu. Są to dwie różne odmiany 

alotropowe tego pierwiastka, które posiadają różną 

strukturę, wynikającą z różnego sposobu upakowania 

atomów węgla, a co za tym idzie różną gęstość i 

twardość.    

W sieci przestrzennej diamentu każdy atom C otoczony 

jest czterema innymi atomami (hybrydyzacja 

tetraedryczna sp

3

).

Sieć przestrzenna grafitu składa się z równoległych 

płaskich warstw, w obrębie których każdy atom C ma 

liczbę koordynacji 3 (hybrydyzacja sp

2

). 

Prostopadły do 

płaszczyzny trzech wiązań 



  orbital  p uczestniczy w 

tworzeniu wiązań typu 



  z dwoma sąsiednimi atomami C. Z 

obecności luźno związanych elektronów wynika zdolność 

grafitu do przewodzenia prądu.

    

Diament ogrzewany bez dostępu powietrza przechodzi 

w grafit!

Znana od 1955 r. przemiana grafitu w diament 

zachodzi w temp. ~1500-2700 K pod wysokim 

ciśnieniem 6-12 GPa i w obecności pewnych metali, 

spełniających rolę „katalizatora”. W powietrzu grafit 

spala się ale dopiero po ogrzaniu do temp. ~1000 K. 

W 1985 r.

 (Harold Kroto, Richard Smalley) 

 (Harold Kroto, Richard Smalley) została 

odkryta trzecia odmiana alotropowa węgla - 

fullereny

fullereny

, 

zawierająca cząsteczki C

60

 i C

70

. Cząsteczka C

60

 ma 

kształt kulisty wynikający z połączenia atomów węgla w 

12 pierścieni pięcioczłonowych i 20 sześcioczłonowych. 

C

70

 zawiera 12 pierścieni 5 atomowych i 25 pierścieni 6 

atomowych i ma kształt elipsoidy.

Związki węgla z flurowcami 

Związki węgla z flurowcami 

typu CX

typu CX

4

4

C

C

F

C

F F

F

C

C

C

C

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

Poli(tetrafluoroetylen) - 

Poli(tetrafluoroetylen) - 

teflon

teflon

Freony: CClF

Freony: CClF

3

3

, CCl

, CCl

2

2

F

F

2

2

, CCl

, CCl

3

3

F                                             

F                                             

                         

                         pod wpływem światła nadfioletowego      

                                               ulegają rozkładowi z 

wydzieleniem atomowego chloru, który rozkłada ozon. 

Warstwa ozonowa chroni życie przed nadmiernym 

natężeniem promieniowania nadfioletowego.

  

CF

4 

(tetrafluorek węgla), gaz 

bardzo odporny na wysoka 

temperaturę i działanie 

czynników chemicznych 

CCl

4

(tetrachlorek wegla), T

wrz

 

349,95 K 

Związki węgla z tlenem: CO 

(tlenek węgla), 

CO

2

 (ditlenek węgla), 

C

3

O

2

 (ditlenek triwęgla, podtlenek 

węgla), tworzy się podczas 

odwadniania kwasu malonowego 

za pomocą P

2

O

5 

w próżni 

 

 

C

C





O

O

O=C=O

O=C=O

O=C=C=C=

O=C=C=C=

O

O

H

2

C

COOH

COOH

P

2

O

5

C

+ 2H

2

O

C

C

O

O

Schemat orbitali molekularnych cząsteczki CO

KK(σ2s)

2

(σ*2s)

2

(π2p

y

)

2

(π2p

z

)

2

(σ2p

x

)

2

Rząd wiązania R.W . = ½(8e –  2e) = 3

:CO:

E

D

 = 1072 kJ /mol

Długość wiązania

   d = 112,8 pm

CO

C

O

2s





2s





2p

y





2p

x

 2p

x





2p

z

 2p

z

2p

y

2s

2s

E

2p

2p

Tlenek węgla 

CO

Tlenek węgla tworzy 

wiązanie koordynacyjne z 

atomami metali 

przejściowych donorując 

na ich orbitale wolną 

parę elektronową. 

Koordynując do atomu Fe 

w hemoglobinie blokuje 

jej zdolność do 

przenoszenia tlenu, z 

czego wynikają jego 

właściwości toksyczne  

 

 

2CO + O

2

  2CO

2

   H= 282,8 kJ 

·mol

-1

Tlenek  węgla jest gazem 

palnym. Spala się 

niebieskawym płomieniem 

wydzielając znaczne ilości 

ciepła. Jego duże 

powinowactwo do tlenu 

znajduje zastosowanie w 

metalurgii do redukowania 

tlenków metali

 

CO + 2H

2

  CH

3

OH   H= 128,9 kJ 

·mol

-1

CO + 2H

2

   benzyna 

syntetyczna

Związki węgla z azotem i ich 

pochodne

Dicyjan, 

(CN)

2

 

 

:

NCCN:

Paracyjan - produkt polimeryzacji 

dicyjanu

 

 

Tworzenie dicyjanu: 

Podczas ogrzewania 

Hg(CN)

2

  Hg + (CN)

2

Podczas ogrzewania 

Hg(CN)

2

 + HgCl

2

  Hg

2

Cl

2

 + (CN)

2

W reakcji roztworu CuSO

4

 z KCN 

Cu

2+

 + 2CN



 Cu(CN)

2  

 

CuCN + 1/2(CN)

2

Silnie trujący gaz o 

Silnie trujący gaz o 

zapachu gorzkich 

zapachu gorzkich 

migdałów !

migdałów !

(CN)

2

 jest gazem palnym. Pali się charakterystycznym 

niebieskim płomieniem z czerwoną otoczką. Podczas 

spalania w tlenie temperatura płomienia osiąga 

wartość 5050 K.

 

 

Reaguje z roztworem wodorotlenków dając mieszaninę 

cyjanków i cyjanianów

(CN)

2

 + 2KOH  KCN + KCNO + H

2

O

HCN

HCN

Cyjanowodór - HCN,

Cyjanowodór - HCN, kwas pruski, bezbarwna ciecz o 

zapachu gorzkich migdałów, wrząca w temp. 298,8 K. 

Najgwałtowniej działająca trucizna, dawka śmiertelna 

50 mg

 

! Występuje w postaci dwóch izomerycznych 

odmian HCN: i :CNH. W temperaturze pokojowej 

zawiera on ok. 99% cyjanowodoru i 1% 

izocyjanowodoru

NaCN - 

NaCN - stosowany w galwanotechnice i do ekstrakcji 

złota i srebra z urobku górniczego

Etapy produkcji NaCN

Etapy produkcji NaCN

1. Przepuszczanie NH

1. Przepuszczanie NH

3

3

 nad ciekłym sodem 

 nad ciekłym sodem 

(371 K)

(371 K)

2. Ogrzewanie amidku z węglem drzewnym 

2. Ogrzewanie amidku z węglem drzewnym 

w temp. 900 K

w temp. 900 K

3. Ogrzewanie cyjanamidu z 

3. Ogrzewanie cyjanamidu z 

nadmiarem węgla

nadmiarem węgla

NH

NH

3

3

 + Na 

 + Na 





 NaNH

 NaNH

2

2

 + 1/2H

 + 1/2H

2

2

 

 (amidek 

sodu)

2NaNH

2NaNH

2

2

  +  C 

  +  C 





 Na

 Na

2

2

CN

CN

2

2

  + 2H

  + 2H

2

2

 

 

(cyjanamid sodu)

Na

Na

2

2

CN

CN

2

2

 + C 

 + C 





 2NaCN

 2NaCN

Węgliki

Węgliki

dwuskładnikowe związki węgla z 

dwuskładnikowe związki węgla z 

pierwiastkami wykazującymi mniejszą od 

pierwiastkami wykazującymi mniejszą od 

niego elektroujemność.                    

niego elektroujemność.                    

Są to 

związki węgla z metalami, z Si i B, np. CaC

2

 - 

węglik wapnia; Mg

2

C

3

 - węglik magnezu; V

2

C - 

węglik wanadu. 

1. Węgliki jonowe typu soli

 - połączenia węgla z 

metalami grup 1., 2. i 13. Zawierają aniony C

4

, C

2

2

 lub 

C

3

4 

. Otrzymuje się je przez ogrzewanie odpowiedniego 

metalu lub jego tlenku z węglem lub węglowodorami.  W 

wyniku działania wody na te węgliki tworzy się CH

4

, 

HCCH lub CH

3

CHCH, stąd rozróżniamy 

metanki, np. 

Al

4

C

3

, 

acetylenki, np. Na

2

C

2

, 

BaC

2

, Al

2

C

6

 i 

allilki, np. 

Mg

2

C

3

. 

CaC

2

 

wytwarzany w wyniku ogrzewania w piecach 

elektrycznych CaO z koksem służył do otrzymywania 

HCCH

. 

CaC

2

 +H

2

O  HCCH + 

CaO 

Mg

2

C

3

 + 2H

2

O  CH

3

CHCH + 

2MgO

 

 w temp. 1500 K: CaC

2

 + N

2

   CaCN

2

 + C (cyjanamid 

wapnia, azotniak) 

CaCN

2

 + 3H

2

O   CaCO

3

 + 2NH

3 

(metoda Franka i Caro 

syntezy amoniaku)

2. Węgliki międzywęzłowe 

- połączenia węgla z 

metalami grup 4., 5. i 6. o promieniu atomowym >130 

pm.  Powstają podczas ogrzewania (2300 K) metali z 

węglem.  Wykazują takie cechy metaliczne jak połysk i 

dobre przewodnictwo elektryczne. Są to substancje 

trudno topliwe, twarde, ogniotrwałe i odporne pod 

względem chemicznym. Są to związki o wzorze: 

MC, 

np.

 

TiC, MoC, WC,

 oraz 

M

2

C

, np. 

V

2

C, W

2

C

. Połączenia 

węgla z metalami o promieniu atomowym <130 pm (Cr, 

Mn, Fe,Co, i Ni) są mniej odporne chemiczne, np. 

Fe

3

C

 - 

cementyt . 

Węglik

i

3. Węgliki kowalencyjne 

- połączenia węgla z 

pierwiastkami o zbliżonej elektroujemności  (

B

 i 

Si

). 

SiC (karborund)

 - wykazuje twardość zbliżoną do 

diamentu, ogniotrwałość, odporność pod względem 

chemicznym, zdolność do przewodzenia prądu 

elektrycznego (właściwości półprzewodnikowe). 

Otrzymuje się go podczas ogrzewania w piecach 

elektrycznych (2200 K) piasku z koksem. 

Zastosowanie 

Zastosowanie 

SiC

SiC

:

: materiał szlifierski, do wyrobu 

tygli, rur ogniotrwałych i elementów grzewczych do 

pieców elektrycznych

 

 

SiO

2

 + 3C  SiC + 2CO

 

B

4

C (węglik boru)

 - wykazuje twardość większą od 

diamentu, ogniotrwałość, większą odporność chemiczną 

od SiC (O

2

 i Cl

2

 reagują z nim dopiero w temp. 1300 K. 

Otrzymuje się go podczas ogrzewania mieszaniny 

elementarnego boru lub tlenku boru  z węglem w temp 

2800 K. 

Krzem i jego 

związki

Rozpowszechnienie w skorupie ziemskiej: C - 

0,02%; 

Si - 28,2%;

              Ge - 1,5 ·10

4

%; Sn - 2,3 

·10

4

%; Pb - 1,4 ·10

3

% 

(tlen - 46,1%).

 

Krzem występuje w postaci krzemianów (np. Mg

2

SiO

4

), 

glinokrzemianów (np. KAlSi

3

O

8

), i ditlenku krzemu SiO

2

 

(piasek).

Krzem krystaliczny

Krzem krystaliczny

 ma strukturę diamentu a 

krzem 

krzem 

bezpostaciowy

bezpostaciowy

 

 (brunatny proszek) można otrzymać w 

wyniku redukcji SiO

2

 magnezem. W temperaturze 

pokojowej pokrywa się cienka warstwą SiO

2

. W 

powietrzu spala się po silnym ogrzaniu. Reaguje 

gwałtownie z F

2 

dając SiF

4

, z pozostałymi fluorowcami 

po ogrzaniu. Po ogrzaniu z metalami tworzy krzemki 

(związki międzymetaliczne), np. Mg

2

Si, Ca

2

Si, CaSi, 

CaSi

2

.  Krzem nie ulega działaniu kwasów. Reaguje 

tylko z mieszaniną HF i HNO

3

 dając SiF

4

. Si ulega 

działaniu nawet rozcieńczonych roztworów 

wodorotlenków litowców.    

Si + 2NaOH + H

Si + 2NaOH + H

2

2

O

O

 

 





 

 

Na

Na

2

2

SiO

SiO

3

3

 + 2H

 + 2H

2

2

 

 

SiO

SiO

2

2

 jest bezwodnikiem kwasowym, ale nie ulega 

 jest bezwodnikiem kwasowym, ale nie ulega 

reakcji z H

reakcji z H

2

2

O.

O.

Kwas ortokrzemowy H

Kwas ortokrzemowy H

4

4

SiO

SiO

4

4

 

 powstaje w roztworach 

wodnych ortokrzemianów, które otrzymuje się przez 

stapianie SiO

2

 z NaOH.

 

 

Na

Na

4

4

SiO

SiO

4

4

 + H

 + H

2

2

O        H

O        H

4

4

SiO

SiO

4

4

 + 

 + 

4NaOH

4NaOH

2H

2H

4

4

SiO

SiO

4 

4 





 H

 H

6

6

Si

Si

2

2

O

O

7

7

 + H

 + H

2

2

O

O

Rekcje kondensacji H

2

SiO

4

 z odszczepieniem H

2

O dają kwasy 

polikrzemowe.

Silany 

Silany 

- połączenia krzemu z wodorem (krzemowodory)

Si

n

H

2n+2

 (łańcuchowe), np. SiH

4

, Si

2

H

6

, Si

10

H

22

 

(dekasilan)

Si

n

H

2n 

(cykliczne), np. 

Si

5

H

10

Halogenosilany

Halogenosilany

, np. SiCl

3

H, SiCl

2

H

2

, SiClH

3

, reagują z 

wodą dając 

siloksany

siloksany

 (produkty kondensacji z 

odszczepieniem chlorowodoru)  

H

H

3

3

Si

Si





Cl + H

Cl + H





O

O





H + Cl

H + Cl





SiH

SiH

3

3





 H

 H

3

3

Si

Si





O

O





SiH

SiH

3

3

 + 

 + 

2HCl

2HCl

Pochodne siloksanów

Pochodne siloksanów

 - 

 - 

silikony

silikony

 

 posiadające w 

miejsce wodorów grupy alkilowe lub arylowe 

odznaczają się biernością chemiczną i odpornością 

na temperaturę. Ich produkty kondensacji mają 

zastosowanie jako smary, żywice i kauczuki 

silikonowe.

    

    

Trimetylochlorosilan, (CH

Trimetylochlorosilan, (CH

3

3

)

)

3

3

SiCl, 

SiCl, 

znajduje 

zastosowanie do impregnacji tkanin bawełnianych. 

Powierzchnia zaimpregnowana zawiera grupy 





OSi(CH

OSi(CH

3

3

)

)

3

3

, 

, które nie ulegają zwilżaniu wodą, czyli 

są

 

 

hydrofobowe

hydrofobowe

.

.

 

 

CH

3

CH

3

CH

3

Si

CH

3

Cl

+

Cl

H

2HCl

H

O

O

+

+

CH

3

H

3

C Si

CH

3

H

3

C Si

CH

3

CH

3

CH

3

CH

3

Si

Ge, Sn, 

Ge, Sn, 

Pb

Pb

Rozpowszechnienie w skorupie ziemskiej:

 C - 

0,02%; 

Si - 28,2%;

              

Ge - 1,5 ·10

4

%; 

Sn - 2,3 ·10

4

%; Pb - 1,4 ·10

3

%

Otrzymywa

nie

                                Działaniem mieszaniny kwasu HNO

3

 i  

H

2

SO

4

  przeprowadza się rudę germanu w 

GeO

2

, który 

rozpuszcza się w HCl otrzymując lotny 

GeCl

4

. Ten po 

oddestylowaniu poddaje się hydrolizie prowadzącej do GeO

2

. 

Tlenek germanu(IV) redukuje się H

2

 lub C otrzymując 

ultraczysty 

Ge

Ge

.

 

 

Rudę cyny (kasyteryt, 

SnO

2

) po wyprażeniu w 

strumieniu powietrza redukuje się węglem w temp. 

1470-1570 K.         

SnO

2

 + 2C  Sn + 2CO

Rudę ołowiu (galena, 

PbS

) przeprowadza się w 

PbO

 

przez prażenie przy obfitym dostępie powietrza. PbO 

redukuje się CO powstającym podczas spalania koksu.   

PbS + 3O

2

   PbO + 2SO

2

,        PbO + CO  Pb + CO

2

  

Zastosowa

nie

Ge

 był pierwszym półprzewodnikiem 

użytym do 

konstrukcji tranzystorów (1947 r.), później został zastąpiony 

przez Si.

 Stosowany jest jako materiał przepuszczający 

promieniowanie podczerwone w zakresie 5000-600 cm

-1

.

Sn

 służy do pokrywania innych metali w celu ochrony 

przed korozją 

(odporna na działanie czynników 

atmosferycznych i rozcieńczonych kwasów)

Pb

 

używany jest do wyrobu odpływowych rur kanalizacyjnych, 

krycia dachów oraz w stopach z Sn i Sb (lutowanie, czcionki 

drukarskie).

 PbEt

4

 (

tetraetyloołów) dodawany do paliwa 

samochodowego musi zostać wycofany ze względu na 
właściwości trujące. 

Związki Pb są trujące!

Związki Pb są trujące!

Azotow

ce

Właściwości fizyczne  azotowców

Pierwiastek

Azot

Fosfor

Arsen

Antymon

Bizmut

Symbol

N

P

As

Sb

Bi

Konfiguracja elektronowa

2 s

2

p

3

3 s

2

p

3

4 s

2

p

3

5 s

2

p

3

6 s

2

p

3

Masa atomowa, u

14,00674 30,9737 74,921560 121,760

208,98038

Temperatura topnienia, K

63,15

317,3

(P-biały)

1090

(zw. ciśnienie)

903,78

544,55

Temperatura wrzenia, K

77,36

553,65

(P-biały)

887

(sublimacja)

1860

1837

Energia jonizacji, kJ · mol

 1

I

III

V

1402

4578

9445

1012

2912

6274

944

2736

6043

832

2440

5400

703

2466

5400

Elektroujemność(

Allred Rochow)

3,07

2,06

2,20

1,82

1,67

Promień atomowy, pm

70

110

121

141

146

Promień jonowy X

3

+

, pm

58

76

103

Tylko Bi ma charakter metaliczny! As i Sb mają charakter 

pośredni pomiędzy metalami i niemetalami.  N i P są 

pierwiastkami niemetalicznymi.

Obieg azotu w 

Obieg azotu w 

przyrodzie

przyrodzie

bakterie

N

2

NH

3

NO

2

NO

3

bakterie

rośliny

organizmy wyższe

bakterie

w  s kła d  b a k ter ii w ią żą c y c h  a zo t w c h o d zi:

m eta lo en zy m  -  n itr o g en a za  (N

2

a za )

fer r ed o k sy n a  - b iałk o   F e- S  (r ed u k to r)

a d en o zy n o tr ó jfo s fo r a n  m a g n ezu  (A T P M g )

Azot atmosferyczny 

N

2

  

jest także 

przetwarzany na tlenki 

 

NO

 i 

NO

2

 podczas 

wyładowań 

atmosferycznych, 

spalania drewna, 

węgla, paliw 

samochodowych itp.  

Przemysł azotowy 

wykorzystuje 

N

2

 do 

produkcji 

NH

3

, 

przetwarzanego 

następnie w nawozy 

azotowe w tym 

cyjanamid CaCN

2 

(azotniak). 

  

  

Skład objętościowy 
powietrza:

  

N

2

 - 78,1%

,

 

O

2

 

- 20,9%,

 

CO

2

 - 0,03%, 

gazy szlachetne  - 0,94%, 
innych - 0,03%

 

Zawartość azotu w skorupie ziemskiej wynosi 

1,9 · 10

-3

%. Najważniejszy minerał to saletra 

chilijska NaNO

3

 

 

Azotow

Azotow

ce

ce

Otrzymywanie 

Otrzymywanie 

N

N

2

2

Do celów technicznych N

2

 uzyskuje się 

głównie przez frakcjonowaną destylację 

skroplonego powietrza.

 

 

Do celów laboratoryjnych otrzymuje się N

2

 przez 

ogrzewanie roztworu azotanu(III) amonu: 

NH

4

NO

2

  N

2

 + 2H

2

O

 lub przez termiczny 

rozkład azydku Na lub Ba: 

2NaN

3

  2Na + 3N

2

 

Fosfor

Fosfor

 - 

 - 

0,11%

 w skorupie ziemskiej głównie w 

postaci apatytów: 3Ca

3

(PO

4

)

2

 ·CaF

2

 (apatyt 

fluorowy, składnik skał), 3Ca

3

(PO

4

)

2

 ·CaCO

3 

·H

2

O 

(apatyt węglanowy), 3Ca

3

(PO

4

)

2

 ·Ca(OH)

2 

(apatyt 

hydroksylowy) składnik białka zwierzęcego i 

roślinnego, krwi, kości, muszli, itp. 
Błony komórkowe zbudowane są z fosfolipidów, 

czyli estrów organicznych kwasu fosforowego.

 

 

Zagrożenia!

Zagrożenia! 

Wprowadzenie do środowiska nadmiernej 

ilości rozpuszczalnych fosforanów (polifosforanów  w 

postaci środków zmiękczających wodę w proszkach do 

prania) powoduje nadmierny rozwój glonów, które 

obumierając zużywają tlen zawarty w wodzie i 

powodują zanik życia w jeziorach i zatokach morskich.

 

 

Azotow

Azotow

ce

ce

Otrzymywanie 

fosforu

Ogrzewanie fosforanu wapnia z piaskiem i koksem bez 

dostępu powietrza w piecach elektrycznych w temp. 

1570 - 1720 K.

                                 

Ca

3

(PO

4

)

2

 + 3SiO

2

 + 

5C  3CaSiO

3

 + 5CO + 1/2P

4

 

  

Otrzymuje się w ten sposób fosfor biały, który 

przez ogrzewanie przemienia się w fosfor czerwony, 

używany w produkcji zapałek.

    

    

Arsen

Arsen

 - 

 - zawartość w skorupie ziemskiej 

5

  

·10

-4 

%

,

 

występuje w postaci siarczków (

As

2

S

3

, 

As

4

S

4

), 

arsenosiarczków (

FeAsS

 - arsenopiryt) lub arsenków. 

Występuje w większości rud metali ciężkich (Ni, Cu, Sn) 

i podczas ich prażenia przechodzi w 

As

4

O

6

 (arszenik), 

który gromadzi się w komorach pyłowych i pyłach 

kominowych.                                      

Arszenik jest 

silną trucizną !!!     Dawka śmiertelna ~0,1g

.

 

 

 

Otrzymywanie 

arsenu

Ogrzewanie arsenopirytu bez dostępu powietrza:   

FeAsS  FeS + As

Redukcja arszeniku węglem:    

As

4

O

6

 + 6C  4As + 

6CO

 

Antymon

Antymon

 - 

 - zawartość w skorupie ziemskiej 

2

  

·10

-5 

%

, 

bizmut

bizmut

 - 

 - zawartość w skorupie ziemskiej 

8,5

  

·10

-7 

%

,

  

występują w postaci siarczków i tlenków: Sb

2

S

3

, Bi

2

S

3

, 

Sb

2

O

3

, Bi

2

O

3

, które w wyniku redukcji dają metal.