Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Eigenschaften der Elemente der 14. Gruppe. 14. Gruppe C Si,Ge Sn,Pb ns 2 np 2 Zunahme von Dichte, Atomradius, metall. Charakter Abnahme von Ionisierungsenergie,

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Eigenschaften der Elemente der 14. Gruppe. 14. Gruppe C Si,Ge Sn,Pb ns 2 np 2 Zunahme von Dichte, Atomradius, metall. Charakter Abnahme von Ionisierungsenergie,"—  Präsentation transkript:

1 Eigenschaften der Elemente der 14. Gruppe

2 14. Gruppe C Si,Ge Sn,Pb ns 2 np 2 Zunahme von Dichte, Atomradius, metall. Charakter Abnahme von Ionisierungsenergie, Elektronegativität C – Diamant = Nichtmetall Graphit  Halbleiter Si,Ge – Halbleiter Sn,Pb – Metalle (  -Sn!)

3 C_Kohlenstoff Vorkommen: elementar (Diamant, Graphit) CarbonateCaCO 3 Kalkstein Marmor Kreide MgCO 3 Magnesit CaCO 3.MgCO 3 Dolomit diverse „Spate“ Erdöl Kohle (Anthrazit ~ 91 % C, Steinkohle ~ 85 % C, Braunkohle ~ 70 % C,... ) CO 2 (in Luft und Wasser) in tierischen und pflanzlichen Organismen

4 C_Kohlenstoff Isotope: 12 C98,89 % 13 C 1,11 % 14 Cin Spuren (radioaktiv) (Neutron aus Höhenstrahlung) (Halbwertszeit: 5730 Jahre) als 14 CO 2 in der Atmosphäre, 14 C : ( 12 C+ 13 C)  1 : entspricht 15,3 Zerfälle / min / g C Radiocarbon-Methode zur Altersbestimmung (nach W.F. Libby ) maximal ca Jahre!

5 C_Kohlenstoff Modifikationen Diamant sp 3 -hybridisiert (Diamantgitter) hart (Mohshärte 10) durchsichtig Isolator  = 3,51 g·cm - 3 Graphit sp 2 -hybridisiert (hex. Schichtgitter) weich undurchsichtig/schwarz rel. guter elektr. Leiter  = 2,27 g·cm - 3

6 C_Kohlenstoff Phasendiagramm

7 C_Kohlenstoff C 60 Buckminsterfulleren C 60 : 20 Sechsecke + 12 Fünfecke (d  700 pm) „Fullerene“: C 70, C 84, C 90, C 94

8 C_Kohlenstoff Verbindungen: CO: isoelektronisch mit N 2 farblos, geruchlos, brennbar; giftig ! (MAK: 30 ppm) Darstellung: Technisch: 1)„Generatorgas“ 2C (Koks) + O 2 (Luft)  2 CO (+ N 2 ) exotherm 2)„Wassergas“ C (Koks) + H 2 O  CO + H 2 endotherm 3)Boudouard-Gleichgewicht CO 2 + C  2 CO endotherm Labor: 4)HCOOH  H 2 O + CO (Anhydrid der Ameisensäure!) Verwendung: Reduktionsmittel; verschiedene Synthesen (Methanol, verschiedene Kohlenwasserstoffe, Ameisensäure, Phosgen (COCl 2 )) (  ) ( + )

9 C_Kohlenstoff Verbindungen: CO 2 : farblos, geruchlos, nicht brennbar; hohe Wasserlöslichkeit (1,713 Liter CO 2 pro Liter Wasser bei 0°C, 1 bar); sublimiert bei –78°C; „Trockeneis“ als Kühlmittel Darstellung: Technisch: 1)C + O 2  CO 2 exotherm (Verbrennung) 2)„Kalkbrennen“ CaCO 3  CaO + CO 2 endotherm Labor: (z.B. in einem Kippschen Apparat) 3)CaCO HCl  CaCl 2 + H 2 O + CO 2 Verwendung: Feuerlöscher; Lebensmittelindustrie (Sodawasser, Getränke mit „Kohlensäure“, Schockgefrieren, Kaltmahlen,...) (  ) ( + )

10 C_Kohlenstoff Verbindungen: H 2 CO 3 Kohlensäure: CO 2 (aq) + H 2 O  H 2 CO 3 (aq) (nur 0,1% als H 2 CO 3 ) jedoch: Carbonate und Hydrogencarbonate planar, isoelektronisch mit NO 2 -, SO 3 NaHCO 3 schwer löslich Alkalicarbonate gut in H 2 O löslich O O 2 – C ... O

11

12 Si_Silicium Wasserstoff-Verbindungen: Si n H 2n+2, Silane:n  15 wesentlich weniger stabil als Kohlenwasserstoffe, mit zunehmender Kettenlänge nimmt die Stabilität ab!  — Si — H umgekehrte Polarisierung wie bei  Kohlenwasserstoffen, dadurch nukleophiler Angriff an das Si- Atom erleichtert! außerdem: Si hat bereits d-Orbitale, erleichtert zusätzlich den Angriff, daher: SiH H 2 O  Si(OH) H 2 Darstellung: z.B. Mg 2 Si + 4 HCl(aq)  2 MgCl 2 + SiH 4 ++ -- OH -

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25 Technische Silicate Gläser: unterkühlte Silicatschmelzen  unregelmäßige Anordnung von SiO 4 -Tetraedern Weichglas Na 2 CO 3 + CaCO 3 + SiO 2  Glas ca. 13 % Na 2 O, 12 % CaO, 75 % SiO 2 Kali-Kalk-Glas K 2 O statt Na 2 O  höhere Erweichungstemperatur Gerätegläser SiO 2 teilweise durch Al 2 O 3 und B 2 O 3 ersetzt  noch höhere Erweichungstemperatur (Pyrex , Jenaer , Supremax ,...) Tonkeramik: Durch Brennen von Tonen (Schichtsilicate) Tongut (wasserdurchlässig) Tonzeug (dicht; z.B. Porzellan) Zement: durch Brennen von Gemischen aus CaCO 3 + Ton bei etwa 1500°C  Portlandzement (Ca,Al-Silicate und –Aluminate); beim Abbinden mit Wasser  komplizierte Hydrate ca. 1000°C

26

27

28 Sn(II) und Pb(II)-Verbindungen Protolyse: M 2+ + H 2 O  MOH + + H + K Sn = K Pb = Amphoterie: H + Sn 2+  Sn(OH) 2  [Sn(OH) 3 ] - „Stannat(II)“ OH - OH - („Bleihydroxyd“ löst sich nur in starken konz. Basen) SnCl 2 : aus Sn + HCl PbX 2 : alle schwerlöslich SnS, PbS: schwerlöslich; SnS bildet keine Thiosalze! Malerfarben: PbCrO 4 = „Chromgelb“ PbCrO 4.PbO = „Chromrot“ PbCO 3.Pb(OH) 2 = „Bleiweiß“

29 Sn(IV) und Pb(IV)-Verbindungen SnO 2 : praktisch unlöslich durch Schmelzen (!) mit NaOH lösliche Stannate PbO 2 : starkes Oxidationsmittel beim Erhitzen: PbO 2  PbO + ½ O 2 Pb 3 O 4 : „Mennige“, leuchtend rot +II +IV eig. Pb 2 PbO 4 („Blei(II)-plumbat(IV)“) beim Erhitzen an Luft (ca. 500°C): PbO  Pb 3 O 4 SnS 2 : bildet Thiosalze (Analytik!) SnS 2 + Na 2 S  Na 2 SnS 3

30 Bleiakkumulator Laden: PbSO H e - ———> Pb + H 2 SO 4 PbSO H 2 O ———> PbO 2 + H 2 SO H e - 2 PbSO H 2 O ———> Pb + PbO H 2 SO 4 Entladen: Pb + H 2 SO 4 ———> PbSO H e - PbO 2 + H 2 SO H e - ———> PbSO H 2 O Pb + PbO H 2 SO 4 ———> 2 PbSO H 2 O

31


Herunterladen ppt "Eigenschaften der Elemente der 14. Gruppe. 14. Gruppe C Si,Ge Sn,Pb ns 2 np 2 Zunahme von Dichte, Atomradius, metall. Charakter Abnahme von Ionisierungsenergie,"

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen