Postavení kovů v PSP

 

• Kovy s-bloku jsou prvky s¹ a s² skupiny 2. – 7. periody
• Mezi prvky s¹ skupiny řadíme tzv. alkalické kovy: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
• Mezi prvky s² skupiny řadíme tzv. kovy alkalických zemin: Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra
• Prvky s¹ mají elektronovou konfiguraci [Vp] ns¹ ® mají 1 valenční elektron
  ® tvoří kationty pouze s oxidačním číslem +I

• Prvky s² mají elektronovou konfiguraci [Vp] ns² ® mají 2 valenční elektrony
  ® tvoří kationty pouze s oxidačním číslem +II

 

Charakteristika

 

• Typické kovy s nízkou ionizační energií
• Velmi reaktivní, silná redukční činidla
• V přírodě se vyskytují jen jako kationty ve sloučeninách

 

 

Alkalické kovy (s¹ prvky)

 

Charakteristika

 

• Tvoří s vodou silné hydroxidy (alkálie) ® alkalické kovy
• Jsou měkké, stříbrolesklé, neušlechtilé kovy
• Mají malou hustotu (plavou na vodě)

 

Vlastnosti

 

• Na vzduchu se snadno oxidují ® uskladňují se pod inertním rozpouštědlem (petrolej)
• Malá elektronegativita ® převážně iontové vazby
• Velmi reaktivní ® silné redukční schopnosti
• S vodou reagují bouřlivě:
  Na  +  H₂O   ®   NaOH   +   H₂
• S vodíkem tvoří hydridy
• Alkalické kovy barví plamen svou charakteristickou barvou:
  Na – žlutě
  Li – karmínově
  K – fialově

 

Výroba

 

• Elektrolýzou tavenin svých chloridů.2 Na⁺  +  2e^–   ® 2 Na  (katoda)

  2 Cl^–   –   2e^–     ®  Cl₂   (anoda)

 

Význam

 

• Sodík a draslík jsou biogenní prvky II. řádu
  Na⁺ – extracelulární kationt
  K⁺  – intracelulární kationt

 

Použití

 

• Lithium: velmi lehké ® použití do slitin (součásti letadel)
  lithné soli v lékařství proti maniodepresivním stavům
• Sodík: redukční činidlo
  spolu s draslíkem chladivo jaderných reaktorů
  sodíkové výbojky
• Draslík: příměs do slitin
• Rubidium, cesium: fotočlánky

 

Sloučeniny

 

Halogenidy

 

• Bezbarvé, krystalické látky
• Dobře rozpustné ve vodě

 

NaCl (sůl kamenná)

 

• Nejdůležitější sloučenina sodíku
• Surovina pro výrobu sodíku
• Používá se v potravinářském, konzervárenském a chemickém průmyslu

 

KCl – součástí draselných hnojiv

 

Hydroxidy

 

• Bílé, krystalické látky
• Snadno rozpustné ve vodě, hygroskopické
• Leptají sklo i porcelán
• Velmi agresivní, silně korozivní
• Používají se k výrobě mýdel, celulózy, k čištění ropných produktů

 

NaOH

 

• Bílá krystalická látka
• Vyrábí se elektrolýzou roztoku NaCl

 

Oxidy

 

• Nemají větší praktický význam s výjimkou Li₂O

 

 

Uhličitany

 

• Bílé, krystalické látky
• Většinou dobře rozpustné ve vodě ( kromě Li₂CO₃, LiHCO₃, NaHCO₃)

 

Na₂CO₃

 

• Uhličitan sodný = soda kalcinovná
• Výchozí látka při výrobě skla
• Používá se ke změkčování vody

 

NaHCO₃

 

• Hydrogenuhličitan sodný = užívací soda = soda bikarbona
• Ve vodě málo rozpustný
• Užívá se k neutralizaci žaludečních šťáv a do kypřících prášků

 

K₂CO₃ – uplatnění při výrobě skla

 

Li₂CO₃ – použití ve stavebnictví jako urychlovač tuhnutí, příměs do čelních skel automobilů

 

Dusičnany

 

• Bezbarvé, krystalické látky
• Dobře rozpustné ve vodě
• Při vyšších teplotách se rozkládají na dusitany
• NaNO₃, KNO₃ (chilský a draselný ledek) se používají jako průmyslová hnojiva

 

 

 

Kovy alkalických zemin (s² prvky)

 

Charakteristika

 

• Stříbrolesklé neušlechtilé kovy
• Jsou tvrdší a mají větší hustotu než alkalické kovy
• S vodou tvoří hydroxidy

 

Vlastnosti

 

• Méně reaktivní než alkalické kovy
• Reagují s vodou (pomaleji než alkalické kovy)
• Tvoří převážně iontové vazby
• Berylium a hořčík se liší svými vlastnostmi od kovů alkalických zemin
• Charakteristickým způsobem barví plamen:
  Ca – cihlově červeně
  Sr – karmínově červeně
  Ba – zeleně

 

Použití, význam

 

Beryllium

 

• Svými vlastnostmi se podobá hliníku
• Je amfoterní ® rozpouští se v kyselinách i zásadách
• Použití: do slitin, kovové Be k výrobě okének do RTG lamp

 

Hořčík

 

• Na vzduchu hoří oslnivým bílým plamenem
• Biogenní prvek II. řádu – součást chlorofylu
• Antagonista vápníku – má paralytický účinek na nervový a svalový systém
• Používá se na výrobu lehkých slitin (dural)

 

Vápník

 

• Biogenní prvek II. řádu
• Vyskytuje se ve formě fosforečnanů v kostech, zubech
• Ionty Ca²⁺ mají význam pro udržování normální dráždivosti svalů, srdce, nervů a při srážení krve
• Nedostatek vápníku v krvi se projevuje křečemi
• Vápník má rovněž protizánětlivý a antialergický účinek
• Používá se do speciálních slitin a jako redukční činidlo v metalurgii

 

Stroncium

 

• Radioaktivní izotop stroncia v důsledku podobnosti s vápníkem se zabudovává do kostí, odkud se nedá odstranit ® brání normální tvorbě krvinek ® může způsobit leukémii

 

Baryum

 

• Velice toxický prvek
• Používá se na povlaky elektrod

 

Radium

 

• Radioaktivní
• Užití v lékařství k ozařování zhoubných nádorů

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sloučeniny

Oxidy

 

MgO

 

• Velmi dobrý žáruvzdorný materiál
• Používá se ke stavbě a tepelné izolaci metalurgických pecí

 

CaO

 

• Pálené vápno
• Používá se ve stavebnictví, hutnictví a jako hnojivo
• Vyrábí se pálením vápence (CaCO₃)

 

BaO – použití při výrobě skla

 

BeO – při výrobě keramických nádob odolným vysokým teplotám
Hydroxidy

 

• Silné zásady omezeně rozpustné ve vodě
• Pohlcují oxid uhličitý
• Jejich zásaditost roste s rostoucím protonovým číslem

 

Ca(OH)₂

 

• Hašené vápno
• Vzniká hašením páleného vápna
• Používá se ve stavebnictví k výrobě malty
• Jeho vodní suspenze se nazývá vápenné mléko.

 

Mg(OH)₂

 

• Používá se jako antacid při překyselení žaludku

 

Sírany

 

• Jsou ve vodě nerozpustné (kromě BeSO₄, MgSO₄)

 

CaSO₄

 

• Sádrovec CaSO₄.2H₂O slouží jako přísada do cementu
• Jeho zahřátím vzniká pálená sádra CaSO₄∙½H₂O (hemihydrát síranu vápenatého)
• Způsobuje trvalou tvrdost vody

 

BaSO₄

 

• Používá se v lékařství jako kontrastní látka v rentgenologii při vyšetření žaludku
• Je nerozpustný ve vodě ani v koncentrované HCl

Uhličitany, hydrogenuhličitany

 

• Uhličitany jsou pevné ve vodě nerozpustné
• Hydrogenuhličitany vápenaté a hořečnaté způsobují přechodnou tvrdost vody

 

CaCO₃

 

• Vápenec
• Používá se jako stavební kámen (mramor)
• Výroba vápna, cementu

 

 

 

Úkol 1:

a, pojmenujte sloučeniny:

Mg(OH)₂                hydroxid hořečnatý
KHSO₄                   hydrogensíran draselný
NaF                         fluorid sodný
K₂S                         sulfid draselný
BaCO₃                    uhličitan barnatý
Ca(HCO₃)₂             hydrogenuhličitan vápenatý
KMgCl₃                  chlorid draselno-hořečnatý
K[AgF₄]                  tetrafluoro-stříbřitan draselný
Li[Au(OH)₄]           tetrahydroxo-zlatitan litný

             b, napište vzorce:

uhličitan draselno-sodný            KNaCO₃
síran draselno-hlinitý                  KAl(SO₄)₂
jodistan vápenatý                        Ca(IO₄)₂
thiosíran sodný                            Na₂S₂O₃
hydrid barnatý                             BaH₂
dihydrogenarseničnan vápenatý  Ca(H₂AsO₄)₂
fosforečnan draselno-vápenatý    KCaPO₄
tetrachloro-platnatan draselný      K₂[PtCl₄]

Úkol 2:

Průmyslově se vyrábí hlavně sodík a hořčík elektrolýzou roztavených chloridů.
Vyjádřete rovnicemi děje na elektrodách.

 

2 NaCl   ®   2 Na⁺   +   2 Cl^–

 

katoda: 2 Na⁺  +  2e^–  ®   2 Na
anoda:  2 Cl^–   –   2e^–   ®     Cl₂

 

MgCl₂  ®   Mg²⁺   +   2 Cl^–

 

katoda:  Mg²⁺    +   2 e^–   ®   Mg

anoda:  2 Cl^–      –    2 e^–   ®  Cl₂