2013 2 c03 calcogenii. oxizi

7/24/2019 2013 2 C03 Calcogenii. Oxizi

1/15

1

CALCOGENIIGR. 16 sau VIA

E0 : Str. int. + ns2np4 6e

116Lv

E gr. 16 - CALCOGENII

Metal

*Tendina de ncatenare catene sau cicluri.** ex. OF2***Radioactiv

- - -

Exist

Exist

Exist

Necaracteristic

Legturi E E*

Metal

Semimetal

Semimetal

Nemetal

Nemetal

Tip de

element

0, +2, +484Po***

-2 +652Te

-2 +6 (+4)34Se

-2 .. +616S

-2, -1, -1/2,

+2**8O

NOElement

116Uus *** = Lv


2/15

2

OXIGEN de la oxus = acid i gennan (greac) = a genera obinut n 1771 de C. W. Scheelei n 1774 de J. Priestley, a fost descris

ca o specie puri recunoscut ca un component al aerului numai n 1776 deA. Lavoisier

SULF de la sulphur (latin) = sulf, care derivdin sulvari (sanscrit) = inamicul

cuprului (reacia!) de la deion (greac) = sulf, provine prefixul tio unul din cele 2 nemetale cunoscute din antichitateSELENIU de la selene(greac) = luna descoperit n 1817 de J.J. BerzeliusTELUR de la tellus(latin) = Terra descoperit n 1782 de F.J. MullerlngZlatna

POLONIU metal radioactiv, descoperit n 1898 de Marie i Pierre Curie, denumit

dupara de origine a Mariei, PoloniaUNUNHEXIUM = LIVERMORIUM Omolog al Po, descoperit n 2000 la Institutul pentru Cercetri Nucleare, Dubna,

Rusia, denumire propusdupLaboratorul Naional Lawrence Livermore,California SUA

DESCOPERIRE / Denumire

STARE NATURAL

Calcogen = generator de minereu: n stare liber: O2 (aer ~21% vol.; ap; sol); S8 combinaii:

O 50% n scoara terestr, cel mai rspndit element;ap, oxizi, hidroxizi, carbonai, silicai

S sulfuri: FeS2 pirita; CuFeS2 calcopirita; ZnS blenda; PbS

galena sulfai: CaSO42H2O - gips; CaSO4 anhidrit; BaSO4 baritina

...

Se nsoete Sn sulfuri metalice Te ...Ag2Te; AuAgTe4... Pb5Au(Te,Sb)4S5-8 =

scrmbit Po 7 izotopi n natur minereuri de U, Ac, Th; 27

radioizotopi sintezpe cale artificial

.Scrmb


3/15

3

PROPRIETI GENERALE

Cu creterea Z al E scade: electronegativitatea , AE, CO

reactivitatea cele mai multe minerale suntconstituite din oxizi sau sulfuri metalicedovadastabilitii mari a acestor compui

Crete caracterul metalicn grupcu creterea Z rezistivitatea electric

O, S nemetale izolatori

Se, Te semimetale

Se caracter predominantnemetalic, Te caracter predominant metalicsemiconductori

Po caracter metalic conductor ordin I

PROPRIETI GENERALEImplicarea atomilor n legturi chimice:1. ionizare = acceptare de 2e ioni monoatomici E2

oxizi, sulfuri, selenuri cu M din blocul si Mtranziionale la N.O. mici (+1, +2, +3) caracterulionic al compuilor scade cu creterea Z al E gr. 16(oxizi seleniuri)

2. formare de covalene = punere n comun deelectroni cu excepia atomului de O care nu areO.A. d, ceilali atomi i pot implica n legturi O.A.d vacani hipervalena En compui: SF6; SF4;SeBr4; TeI4, etc.

3. formarea legturilor E E: O ioni peroxid O22, superoxid (O2) ; ozon O3, ozonide S, Se catene ciclice S8, Se8.

Numere de oxidare: minim: -2 maxim: +6; excepie O +2n OF2


4/15

4

Singurul n stare gazoasla t camerei O2 toate celelalte E sunt solide molecule S8, Se8sau legturi

metalice Te

Numai n combinaie cu F are N.O. pozitiv (O2+F2)0 dupF, O este cel mai electronegativ element din SP celelalte E au obinuit N.O. = +4 sau +6, avnd

electronegativitate mai mic dect Oi dispunnd de OA dvacani

Formeazlegturi de H H2On starelichidisolid Atom de O electronegativitate mare, volumul atomic mic

i perechi de e neparticipani atomii de S, Se, Te prin electronegativitate mai mici

volumul atomic mai mare comparativ cu O nu se pot implican formarea de legturi de H

Formeazn general 2 legturi covalente, rar 3 (ionH3O+, aquaCC), foarte rar 4 (acetat bazic de Zn saude Be), niciodatoctetul nu este depit

PARTICULARITILE O

O are n compui NCmax= 4, S, Se, Te au n compui NCmax= 6 n stratul de valen 6 en OA si p, 2e necuplaii 2

perechi de e neparticipani 2 covalene normalei ocovalencoordinativ (n mod obinuit)

S, Se, Teformeazde obicei 4 sau 6 covaleneLa N.O. = -2 specii chimice stabile, compuii respectivi, ionici

(O2-) sau covaleni (H2O, OH, oxizi ai neM sau ai M laN.O.superioare, etc.) se oxideazgreu

O2 configuraie stabil, electronegativitate mare tendinaredus de oxidare comparativ cu celelalte E din grup

S2

; Se2

; Te2

se oxideazuor

ageni reductori buniTendinredusde ncatenare

maxim 3 atomi O3i ozonide

energialegturii O O este mai micdect energiile legturilor SSi Se Se, dar aproximativ egalcu a legturii Te Te S, Secatene de 6 8 atomi; catenele de 6 atomi de Te sunt foarte puinstabile

PARTICULARITILE O


5/15

5

OXIGENUL O DIOXIGENUL O2

PREPARARE INDUSTRIAL

distilarea fracionata aerului lichid electroliza apei alcalinizate sau acidulate

LABORATOR descompunerea termica unor

Oxizi HgO, MnO2; CrO3; Fe2O3; Ag2O; PbO2 Sruri KClO3; KClO4; KMnO4; CaOCl2 =

CaCl(OCl)6Fe2O3 4Fe3O4 + O2KClO3 KCl + 3/2O22KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2

Ct

Ct

Ct

OXIGENUL O

DIOXIGENUL O2 LABORATOR R. de oxidare a H2O2 sau tratarea la cald a unorsubstane cu

C.O. cu H2SO4conc. sau HNO3conc.

2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 5O2 + 2MnSO4 + K2SO4 +8H2O

4CrO3 + H2SO4 conc. 3O2 + 2Cr2(SO4)3 + 6H2O R. Na2O2 cu apa:

2Na2O2 + 2H2O 4NaOH + O2 N ATMOSFER FOTOSINTEZ

6CO2 + 6H2OC6H12O6 + 6O2glucoza

alu min

alu min


6/15

6

OXIGENUL O DIOXIGENUL O2

STRUCTURA

MoleculnepolarOL = = = 2

Moleculparamagnetic

2

610

2

4

O O

O[1s22s22p4]+ O[1s22s22p4] =O2[(1s)2(*1s)2(2s)2(*2s)2(2pz)2(2px=2py)4(*2px=*2py)2]

y

*y

PROPRIETI FIZICEO2

gaz incolor, inodor, insipid, puin mai densdect aerul

are 3 izotopi stabili 816O; 817O; 818Oi 3 izotopiradioactivi

lichefiere lichid albastru, nu conducecurentul electric; solidificare reeamolecular

solubilitatean ap e sczut depinde de

tCi presiune

explicarea vieii subacvatice prezintalotropie de atomicitate O2(dioxigenul) i O3 (ozonul).

O2 lichid


7/15

7

PROPRIETI CHIMICE O2N.O. = -2 +2Formarea octetului: ionizare accept2e anion oxid O2

covalene simpl H2O dubl CO2 coordinativ:

donor de e H3O+

acceptor de e H2SO4Hibridizri ale atomului de On diferii compui: H. sp3 cu 1 pereche e nep. g. piramidtriunghiular H3O

+

H. sp3 cu 2 perechi de e nep. g. unghiular H2O; H2O2 H. sp2 cu 1 pereche de e nep. g. unghiular O3 H. sp2 cu 2 pereche de e nep. g. liniar CH2ON.C. = 2; rar3 H3O

+ sau aquacationi [Al(H2O)6]3+; foarte rar4

acetat bazic de Zn sau B e = M4O(CH3COO)6

Zn4O(CH3COO)6

2+

[Fe(H2O)6]2+

O3

H2SO4

H2O

H3O+

H2O2

CO2

CH2O


8/15

8

PROPRIET

I CHIMICE O2Reactivitate chimicmoderat

R. spontane la tC obinuit= ruginirea fierului (lent) Reaciile cu O2 la tCi presiuni mari, uneori

catalizatori, n funcie de reactivitatea partenerului. Reaciile cu O2 = reacii de oxidare O se reduce de

obicei la N.O. = -2, mai rar -1 sau -1/2. Se combindirect sau indirect cu aproape toate E

nu formeazcompui cu unele gaze nobile nu se combindirect cu Xe, cu X2i M nobile - oxizii acestor

elemente se obin pe cale indirect

4 Li + O2 2Li2O oxid de litiu2Na + O2 Na2O2 peroxid de sodiuK + O2 KO2 superoxid de potasiuS + O2 SO2 dioxid de sulf

PROPRIETI CHIMICEReacioneaz la diferite tC cu substane oxidabile:

4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O2SO2 + O2 2SO32Mn(OH)2 + O2 2H2MnO32H2S + O2 2S + 2H2O2Na2SO3 + O2 2Na2SO4 oxigen singlet

Nu arde, darntreine arderea i se leag de substanelecare ard

arderi vii degajare de clduri lumin arderi lente oxidri care au loc n timp, la tC

sczute, nsoite uneori de o luminescenvieMajoritatea substanelor organice ardn O2 H2O + CO2

CnH2n+2 + O2 nCO2 + (n+1)H2OArderea P4n oxigen luminescenP4 + 5O2 P4O10


9/15

9

UTILIZRI O2Indispensabil vieiirespiraie

aparate de respiraie reanimare, respiraie

artificial, narcoz scafandri, pompieri

ventilarea submarinelor

Agent oxidant obinerea unui numr mare

de compui chimici analiza organicprin

combustie

Sudur, siderurgieOxigen lichid

obinere explozivi propulsarea rachetelor

Oxigenul ocupun loc apartentre E din SP datorit:

rspndirii sale n natur,liber sau sub formdecombinaii

roluluisu chimic chiardacare o reactivitatemoderatn c.n., sunt puinespeciile chimice care nureacioneazO2 O2 =reactiv universal reaciile

sale sunt denumite arderisau oxidri roluluisu biologic O2

este indispensabil vieii

CONCLUZII

OZONUL O3STARE NATURAL constituent al atmosferei(troposfer0 10 km;

stratosfer15 40 km) nu este repartizat uniform la suprafaa pmntului la poli cantitate mai mare grosimea medie a stratului de ozon este de 3 mm,dar este influenatde anotimp, condiii meteorologice,poluare, etc.

O3 se formeazn urma aciunii radiaiilor solare UV asupraO2

Distrugerea stratului de O3 efecte nocive asupra vieiipe Pmnt:

creterea tCpmntului nclzirea general creterea incidenei cancerului de piele (radiaiile UV cu

= 200 320 nm sunt cancerigene)


10/15

10

FORMAREA O3

2 O3200 nm < < 300 nm

150 nm < < 200 nm

3 O2

NO2 NO + OO + O2 O3

hmax = 255,3 nm

h


11/15

11

OBINEREA i STRUCTURA O3Ob

inerea la scar

industrial

:

trecerea unui curent electric cu voltaj mare prin O2 gazosObinerea n laborator: n urma unor reacii de chimice puternic exoterme din care

rezultoxigen atomic alturi de oxigen molecular, urmatede rcire bruscpentru evitarea descompunerii lui:

3F2 + 3H2O 6HF + O3 electroliza unei soluii de H2SO4 (c = 12%) la t = -14C iradierea O2 cu radiaii UV cu = 150 200 nm

STRUCTURA O3 moleculdiamagnetic, nesimetric, unghiular atomul O H. sp2 cu o pereche de e- neparticipanimolecul

polar

( = 0,52D)

PROPRIETI O3PROPRIETI FIZICE n c.n. gaz de culoare albastru deschis, mai dens ca aerul n stare lichid albastru nchis p.f. sczut = -111,5C n stare solid indigo p.t. sczut = -192,5CPROPRIETI CHIMICE stabilitate sczut, mai ales la creterea tCi n prezende

catalizatori (Pt, MnO2) descompunere O2 stabilitate multmaimici reactivitate mult mai mare dect O2 agent oxidantputernic mai slab doar dect F2, [O] i OF2

n R. de oxidare: O2O + 2e + 2H+ O2+ H2O

O3 + H2 H2O + O27O3 + Cl2Cl2O7 + 7O2O3 + HgHgO + O24O3 + 2NH3NH4NO3 + H2O + 4O24O3 + PbS PbSO4 + 4O2

C100


12/15

12

UTILIZRI, TOXICITATEDatoritcaracterului oxidant se utilizeaz ca: Dezinfectantpurificarea aeruluin spaii nchise, purificarea apei

potabile cel mai puternic oxidant i dezinfectant disponibil

pentru tratamentul soluiilor apoase i amestecurilorde gaze

Dezodorizant Decolorantinlbitortextile, hrtie, amidon zahr,

etc.

Proprieti: antibacteriene, de sterilizare, de

meninere a prospeimiiPROBLEMde CONSERVARE i DEPOZITAREpreparare instant la locul utilizrii !

ESTE TOXIC iIRITANT pentru cile respiratorii.

OXIZI SALINI = oxizi mictiFe3O4 = Fe2O3FeOPb3O4 = PbO2 2PbOOXIZI NEUTRI = INDIFERENI nuau proprieti acide sau bazice:

N2O, CO, NOSUBOXIZI = Oxid cu M la NO inferior

descompunere M + oxid M laNO superior

Cu2O Cu + CuODERIVAI de OXIZI:

PEROXIZI (O2)2- cu M alcalinesau alc. pmntoase (excepie Be);recent, instabili M din gr. 11, 12i Pb:

H2O2, Na2O2, MgO2 SUPEROXIZI (O2) cu M alcaline(excepie Li)

KO2, RbO2

OXIZI E2On

Combinaii binare aleoxigenului cu elemente Emai electropozitive dect el

E au de obicei n oxizi N.O.max. = N0. gr.

excepii: E din gr. 11 CuO;

Ag2O E din gr. 16 (Se),

17 (F, Br)

E din gr. 8 10 numaiRui Os au N.O. = +8 noxizi

gazele nobile, cuexcepia Xe

unele lantanide

E(VIII)E(VII)E(VI)E(V)E(IV)E(III)E(II)E(I)EO4E2O7EO3E2O5EO2E2O3EOE2O


13/15

13

OXIZI COVALENIOXIZI

Ionic covaleniCovalent - ionici

OXIZI IONICI

AtPoBiPbTlBaCsp.6ITeSbSnInSrRbp.5

BrSeAsGeGaCaKp.4

ClSPSiAlMgNap.3

F-NCBBeLip. 2

Gr. 17Gr. 16Gr. 15Gr. 14Gr. 13Gr. 2Gr. 1GrupaPerioada

CLASIFICAREA OXIZILORNatura legturilor Caracterul acido bazic

Oxizi ionici Oxizi bazicicovaleni acizi

covalent ionici amfoteri

OXIZI ai E din gr. principale

OXIZI ai E din gr. principale

Bi2O5PbO2Tl2O3BaOCs2O

I2O5TeO3Sb2O5SnO2In2O3SrORb2O

Br2O5SeO3As2O5GeO2Ga2O3CaOK2O

Cl2O7SO3P4O10SiO2Al2O3MgONa2O

N2O5CO2B2O3BeOLi2O

171615141321Crete caracterul covalent i caracterul acid

Cretecaracterulionic

i

bazic

P4O10 SeO2SiO2

CaO


14/15

14

Legtura EOContribuia ionicContribuia covalent

H2O ACID oxid bazicSARE

oxidacidleg.EOcoval.

acid

SARE(E = cation) bazhidroxoCC(E = generatorde CC)

baz SARE(E = oxoanion)

oxidamfoterleg.EOioniccoval.

H2O BAZ oxid acid

SARE

oxidbazic

leg.EOionic

ACIDOBAZICITATEAOXIZILOR

ACIDOBAZICITATEA OXIZILOROXIZI ACIZI

n reacie cu H2O ACIZI:SO2 + H2O H2SO3Mn2O7 + H2O 2HMnO4

n reacie cu oxizi bazici sau cu bazeSRURI:CaO + SiO2 CaSiO3 Ca(OH)2 + SiO2CaSiO3

OXIZI BAZICIn reacie cu H2O BAZE:

CaO + H2O Ca(OH)2n reac

ie cu oxizi acizi sau cu aciziS

RURI:

BaO + SO3 BaSO4 BaO + H2SO4 BaSO4OXIZI AMFOTERI au i caracteracidi caracterbazic:

ZnO + 2HCl

ZnCl2 + H2OZnO + 2NaOH + H-OH Na2[Zn(OH)4]


15/15

15

OXIZII METALELOR

TRANZIIONALE

oxidantputernic

exclusivC.O.

amfolit redox predomin

C.O.

amfolit redox predomin

C.O.

amfolitredox predominC.R.

oxidcovalent

oxid covalentoxid covalent ionic

oxid ionic

oxid acidHMnO4

oxid acidH2MnO4

instabil !!!

oxid amfoter

MnO2H2O =H2MnO3

MnO22H2O =Mn(OH)4

oxid bazic Mn(OH)2

Mn2O7MnO3MnO2MnO

OBINEREA OXIZILORSINTEZA DIN ELEMENTE:

C + O2 CO2DESHIDRATREA BAZELOR/ OXOACIZILOR:

Cu(OH)2 CuO + H2O2H3BO3 B2O3 + 3H2O

DESCOMPUNEREA TERMICA SRURILOR:CaCO3 CaO + CO2

REACII DE OXIDARE:3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2

3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2OC +4HNO3 CO2 + 4NO2 + 2H2O4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO22H2S + 3O2 2SO2 + 2H2O

Ct

Ct

Ct

Ct

2013 2 c03 calcogenii. oxizi

Documents