2. Właściwości krzemu. 3. Chemia węgla a chemia krzemu. 4. Związki krzemu.

Podobne dokumenty
1. Znaczenie krzemianów. 2. Właściwości krzemu. 3. Związki krzemu. 4. Chemia węgla a chemia krzemu. 5. Definicja krzemianów. 6.

Chemia nieorganiczna. Copyright 2000 by Harcourt, Inc. All rights reserved.

Chemia nieorganiczna. Pierwiastki. niemetale Be. 27 Co. 28 Ni. 26 Fe. 29 Cu. 45 Rh. 44 Ru. 47 Ag. 46 Pd. 78 Pt. 76 Os.

UKŁAD OKRESOWY PIERWIASTKÓW

Cz. I Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu dla klas II LO - Wiązania chemiczne + przykładowe zadania i proponowane rozwiązania

Elektronowa struktura atomu

Okresowość właściwości chemicznych pierwiastków. Układ okresowy pierwiastków. 1. Konfiguracje elektronowe pierwiastków

Cz. I Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu dla klas I LO - Wiązania chemiczne + przykładowe zadania i proponowane rozwiązania

Inne koncepcje wiązań chemicznych. 1. Jak przewidywac strukturę cząsteczki? 2. Co to jest wiązanie? 3. Jakie są rodzaje wiązań?

Teoria VSEPR. Jak przewidywac strukturę cząsteczki?

Układ okresowy. Przewidywania teorii kwantowej

Wykład 9 Wprowadzenie do krystalochemii

Wiązania. w świetle teorii kwantów fenomenologicznie

PIERWIASTKI W UKŁADZIE OKRESOWYM

Scenariusz lekcji otwartej z chemii w klasie II gimnazjum.

b) Pierwiastek E tworzy tlenek o wzorze EO 2 i wodorek typu EH 4, a elektrony w jego atomie rozmieszczone są na dwóch powłokach elektronowych

Spis treści. Metoda VSEPR. Reguły określania struktury cząsteczek. Ustalanie struktury przestrzennej

CZĄSTECZKA. Do opisu wiązań chemicznych stosuje się najczęściej metodę (teorię): metoda wiązań walencyjnych (VB)

1 i 2. Struktura elektronowa atomów, tworzenie wiązań chemicznych

1. Charakter wiązania krzem tlen 2. Wiązanie Si O w krzemianach 3. Krzemiany jako struktury jonowe 4. Systematyka anionów krzemotlenowych. 5.

Zadania powtórkowe do egzaminu maturalnego z chemii Wiązania chemiczne, budowa cząsteczek

CHEMIA WARTA POZNANIA

Konwersatorium 1. Zagadnienia na konwersatorium

Ligand to cząsteczka albo jon, który związany jest z jonem albo atomem centralnym.

WIĄZANIA. Co sprawia, że ciała stałe istnieją i są stabilne? PRZYCIĄGANIE ODPYCHANIE

Układ okresowy. Przewidywania teorii kwantowej

Chemia I Semestr I (1 )

WIĄZANIA. Co sprawia, że ciała stałe istnieją i są stabilne? PRZYCIĄGANIE ODPYCHANIE

Anna Grych Test z budowy atomu i wiązań chemicznych

Reguły Paulinga. Krzysztof Burek Michał Oleksik

Chemia nieorganiczna. Copyright 2000 by Harcourt, Inc. All rights reserved.

CZĄSTECZKA. Do opisu wiązań chemicznych stosuje się najczęściej jedną z dwóch metod (teorii): metoda wiązań walencyjnych (VB)

Chemia nieorganiczna. Pierwiastki. niemetale Be. 27 Co. 28 Ni. 26 Fe. 29 Cu. 45 Rh. 44 Ru. 47 Ag. 46 Pd. 78 Pt. 76 Os.

Model wiązania kowalencyjnego cząsteczka H 2

Struktura elektronowa

1. Określ liczbę wiązań σ i π w cząsteczkach: wody, amoniaku i chloru

III Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2010/2011. ETAP I r. Godz Zadanie 1

Różne typy wiązań mają ta sama przyczynę: energia powstającej stabilnej cząsteczki jest mniejsza niż sumaryczna energia tworzących ją, oddalonych

S. Baran - Podstawy fizyki materii skondensowanej Wiązania chemiczne w ciałach stałych. Wiązania chemiczne w ciałach stałych

Podstawy krystalochemii pierwiastki

Wewnętrzna budowa materii

Temat Ocena dopuszczająca Ocena dostateczna Ocena dobra Ocena bardzo dobra Ocena celująca. Uczeń:

Orbitale typu σ i typu π

Wykład 11. Kryształy jonowe

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

ZWIĄZKI KOMPLEKSOWE. dr Henryk Myszka - Uniwersytet Gdański - Wydział Chemii

Test sprawdzający z chemii do klasy I LO i technikum z działu Budowa atomu i wiązania chemiczne

Zadania powtórkowe do egzaminu maturalnego z chemii Budowa atomu, układ okresowy i promieniotwórczość

Wiązania jonowe występują w układach złożonych z atomów skrajnie różniących się elektroujemnością.

3. Cząsteczki i wiązania

Wykład 5: Cząsteczki dwuatomowe

Wewnętrzna budowa materii - zadania

Budowa atomu Poziom: rozszerzony Zadanie 1. (2 pkt.)

3. Jaka jest masa atomowa pierwiastka E w następujących związkach? Który to pierwiastek? EO o masie cząsteczkowej 28 [u]

Budowa atomu Wiązania chemiczne

Budowa atomu. Wiązania chemiczne

PRAWO OKRESOWOŚCI Liczba co najmniej częściowo obsadzonych powłok elektronowych decyduje o przynależności pierwiastka

3. Cząsteczki i wiązania

Elektronowa struktura atomu

Zasady zapisywania wzorów krzemianów

Wiązania chemiczne. Związek klasyfikacji ciał krystalicznych z charakterem wiązań atomowych. 5 typów wiązań

Atomy wieloelektronowe

ZWIĄZKI KOMPLEKSOWE SOLE PODWÓJNE

CHEMIA. Wymagania szczegółowe. Wymagania ogólne

Geometria cząsteczek wieloatomowych. Hybrydyzacja orbitali atomowych.

Konfiguracja elektronowa atomu

Temat 1: Budowa atomu zadania

CHEMIA 1. INSTYTUT MEDICUS Kurs przygotowawczy na studia medyczne kierunek lekarski, stomatologia, farmacja, analityka medyczna ATOM.

Spis treœci. Od Autora... 13

Dlaczego sacharoza (cukier trzcinowy) topi się w temperaturze 185 C, podczas

Wykład V Wiązanie kowalencyjne. Półprzewodniki

Inżynieria Biomedyczna. Wykład XII

Krystalografia. Typowe struktury pierwiastków i związków chemicznych

Wiązania kowalencyjne

Fizyka atomowa r. akad. 2012/2013

1. Budowa atomu. Układ okresowy pierwiastków chemicznych

BUDOWA ATOMU cd. MECHANIKA KWANTOWA

V KONKURS CHEMICZNY 23.X. 2007r. DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW WOJEWÓDZTWA ŚWIĘTOKRZYSKIEGO Etap I czas trwania: 90 min Nazwa szkoły

Układ okresowy Przewidywania teorii kwantowej

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

Zasady obsadzania poziomów

Elementy teorii powierzchni metali

Wymagania edukacyjne z chemii Zakres podstawowy

Wykład przygotowany w oparciu o podręczniki:

Wykład z Chemii Ogólnej

Podstawy chemii obliczeniowej

CZ STECZKA. Do opisu wi za chemicznych stosuje si najcz ciej jedn z dwóch metod (teorii): metoda wi za walencyjnych (VB)

Realizacja wymagań szczegółowych podstawy programowej w poszczególnych tematach podręcznika Chemia Nowej Ery dla klasy siódmej szkoły podstawowej

Wymagania programowe na poszczególne oceny chemia kl. I

Realizacja wymagań szczegółowych podstawy programowej z chemii dla klasy siódmej szkoły podstawowej

RJC. Wiązania Chemiczne & Slides 1 to 39

PODSTAWY CHEMII INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA. Wykład 2

Zadanie 1. (1 pkt). Informacja do zada 2. i 3. Zadanie 2. (1 pkt) { Zadania 2., 3. i 4 s dla poziomu rozszerzonego} zania zania Zadanie 3.

MARATON WIEDZY CHEMIA CZ. II

I. Substancje i ich przemiany

Opracowała: mgr Agata Wiśniewska PRZYKŁADOWE SPRAWDZIANY WIADOMOŚCI l UMIEJĘTNOŚCI Współczesny model budowy atomu (wersja A)

Wymagania przedmiotowe do podstawy programowej - chemia klasa 7

Szkła specjalne Strukturalne warunki tworzenia się szkła Wykład 2. Ryszard J. Barczyński, Materiały edukacyjne do użytku wewnętrznego

Wykład 5 XII 2018 Żywienie

Pierwiastek: Na - Sód Stan skupienia: stały Liczba atomowa: 11

Transkrypt:

Wykład 1 Wprowadzenie do chemii krzemianów 1. Znaczenie krzemianów. 2. Właściwości krzemu. 3. Chemia węgla a chemia krzemu. 4. Związki krzemu. 5. Wiązanie krzem-tlen 6. Model kryształów jonowych 7. Reguły Paulinga

Główne grupy układu okresowego IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA 1H 2He 3Li 4Be 5B 6C 7N 8O 9F 10Ne 11Na 12M g 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar 19K 20Ca +31Ga 32Ge 33As 34Se 35Br 36Kr 37Rb 38Sr +49In 50Sn 52Sb 52Te 53I 54Xe 55Cs 56Ba +81Tl 82Pb 83Bi 84Po 85At 86Rn 87Fr 88Ra

Rozpowszechnienie pierwiastków Pierwiastek Wszechświat [% atom.] Skorupa ziemi [% wag.] Ciało człowieka [% wag.] 1 H 87,6089 0,14 9,5 2 He 12,2652 - - 6 C 0,0263 0,03 18,4 7 N 0,0080 0,005 3,3 8 O 0,0596 46,60 (62,55) 65,0 9 F - 0,08-11 Na 0,0001 2,83 (2,64) 0,2 12 Mg 0,0025 2,09 (1,84) 0,1 13 Al 0,0002 8,13 (6,47) - 14 Si 0,0022 27,72 (21,22) 0,05 15 P - 0,12 1,0 16 S 0,0008 0,05 0,3 17 Cl - 0,05 0,2 19 K - 2,59 (1,42) 0,4 20 Ca 0,0001 3,63 (1,94) 1,5 Suma 99,9988 94,065 99,95

Rozpowszechnienie minerałów

Podstawowe właściwości krzemu Rodzaj właściwości Liczba atomowa 14 14 Izotopy 28Si 92.28% 14 29 Si 4.67% Wartość i jej wymiar 14 30 Si 3.05% Masa atomowa 28.0855 Konfiguracja elektronowa 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 2 Promień atomowy 1.06 Å Elektroujemność 1.9(Pauling), 1.74(Allerd),1.82(Gorlich) Gęstość 2.33 g/cm 3 Objętość molowa 12.06 cm 3 Twardość 6.5 (skala Mohsa) Energia jonizacji 1 o -786.5, 2 o -1577.1, 3 o - 3231,6, 4 o - 4355.5 kj/mol

Krzem elementarny

Parametry wiązań Si X i C X

Chemia węgla a chemia krzemu Wiązania preferowane przez węgiel preferowane przez krzem Mostki -C-C-C- Mostki Si-O-Si-O-Si_ Nietrwałe długie łańcuchy C-O-C-O-C- Nietrwałe długie łańcuchy Si-Si-Si- Pierścienie węglowe, najczęściej 6- krotne Pierścienie krzemo - tlenowe, najczęściej 6- krotne Wiązania kowalencyjne pojedyncze typu σ Wiązania jonowo - kowalencyjne Wiązania podwójne i potrójne z udziałem orbitali π Wiązanie C -δ - H +δ trwałe i niepodatne na hydrolizę Udział orbitalu 3d krzemu w wiązaniu Si-O Wiązanie Si +δ - H -δ nietrwałe i silnie podatne na hydrolizę

Podobieństwa chemii krzemu i węgla 1. liczne i róŝnorodne połączenia róŝniące się składem chemicznym i strukturą, oparte o proste, rozgałęzione lub pierścieniowe sekwencje C-C-C- lub Si-O-Si-O, 2. dąŝenie do tetraedrycznego układu najbliŝszych sąsiadów węgla lub krzemu, 3. zdolność do tworzenia układów polimerycznych, 4. podleganie samorzutnym przemianom w zmieniających się warunkach zewnętrznych, 5. naturalne występowanie w przyrodzie licznych związków węgla i krzemu,

Związki krzemu - proste związki krzemu z metalami (krzemki), - proste związki z niemetalami (SiC, Si 3 N 4, itp.) - krzemowodory SinH2n+2 (silany), - związki krzemoorganiczne (wiązanie Si-C), - krzemiany organiczne (wiązanie Si-O-C), - krzemiany nieorganiczne.

Związki krzemoorganiczne - alkilosilany, R-Si - alkilohalogenosilany, X-Si-R - silazany R-Si-N - silanole R-Si-O-H - silanolaty R-Si-O - Me + - siloksany R-Si-O-Si-R gdzie R oznacza alkil lub aryl, X atom fluorowca

Krzemiany (silikaty) Krzemianami nazywamy krystaliczne lub amorficzne związki krzemu i tlenu w których krzem występuje w koordynacji tetraedrycznej -

Hybrydyzacja

Wiązanie krzem - tlen Krzemiany to połączenia metaloidu (krzem) i silnie elektroujemnego niemetalu (tlen). Wiązanie tworzy się przez nałoŝenie czterech orbitali sp3 krzemu z jednym orbitalem typu p tlenu tworząc cztery wiąŝące orbitale sigma powstaje grupa molekularna SiO4. Wiązanie krzem tlen jest wiązaniem spolaryzowanym. Udział charakteru jonowego (stopień polaryzacji) w wiązaniu Si-O wynosi ok. 50%. -

Model kryształów jonowych 1. Jony w strukturach kryształu są naładowanymi, sztywnymi niepolaryzowalnymi sfermi. Promień sfery nazywamy promieniem jonowym. 2. Jony jednego znaku są otoczone jonami znaku przeciwnego tak aby ich liczba (liczba koordynacyjna) była moŝliwie największa. 3. Jony tego samego znaku układają się tak, aby energia ich odpychania elektrostatycznego była moŝliwie najmniejsza. 4. Układ jonów jednego znaku wokół jonów znaku przeciwnego jest trwały wówczas, gdy jon centralny styka się z jonami otaczającymi (gęste upakowanie). -

Promień jonowy i liczba koordynacyjna Promień jonowy jest to promień sfery nieprzenikliwości dla drugiego jonu. Promień jonowy zaleŝy od: - ładunku - temperatury - ciśnienia - polaryzowalności - liczby koordynacyjnej Liczba koordynacyjna to liczba najbliŝszych równocennych jonów otaczających dany jon centralny. Liczba koordynacyjna zaleŝy od: - czynnika geometrycznego czyli stosunku promienia kationu do promienia anionu - czynnika energetycznego czyli od ładunku jonu centralnego i ligandów

Promień jonowy a gęstość elektronowa

Promienie wybranych kationów Kation LK=4 LK=6 LK=8 LK=12 Li + 0.59 0.74 Na + 1.02 1.16 K + 1.38 1.51 1.60 Rb + 1.60 1.73 Cs + 1.74 1. Be 2+ 0.27 Mg 2+ 0.49 0.72 Ca 2+ 1.00 1.12 Sr 2+ 1.16 1.25 1.44 Ba 2+ 1.36 1.42 1.60 B 3+ 0.12 Al 3+ 0.39 0.53 Ga 3+ 0.47 0.62 Si 4+ 0.26 0.40 Ge 4+ 0.40 0.54 Fe 2+ 0.61 Fe 3+ 0.49 0.55 Mn 2+ 0.67 Promienie wyznaczone wzgledem promienia O 2-1.40 [Å] (Shannon i Prewitt 1969)

Promienie wybranych anionów Anion Promień[Å] Anion Promień [Å] F - 1.33 OH - 1.32 Cl - 1.81 O 2-1.40 Br - 1.96 S 2-1.84 J - 2.20 N 3-1.46 Wg.Shanona i Prewitta 1969

Graniczne wartości r /r K A LK Kształt wielościanu koordynacyjnego r K /r A 2 Liniowa lub angularna < 0.15 3 Trójkatna płaska lub piramidalna 0.15 0.22 4 Tetraedryczna (czworościenna) 0.22 0.41 4 Kwadratowa płaska 0.41 0.73 6 Oktaedryczna (ośmiościenna) 8 Sześcienna 0.73 1 12 Kubooktaedryczna > 1.000

Reguły Paulinga Określają ogólne zasady budowy kryształów. 1. Zasada koordynacji 2. Zasada elektroobojętności 3. Zasada wspólnych naroŝy 4. Zasada samodzielnych wielościanów 5. Zasada oszczędności -

Reguły Paulinga I reguła Paulinga - zasada koordynacji - Jony jednego znaku są otoczone jonami przeciwnego znaku w ten sposób, Ŝe ich środki tworzą naroŝa wielościanu wymiarowego. Odległość anion kation jest sumą promieni jonowych a liczba koordynacyjna zaleŝy od stosunku promieni jonowych. II reguła Paulinga zasada elektroobojętności Ładunek anionu jest wysycony dokładnie lub niemal dokładnie przez wartościowość (wytrzymałość) wiązania otaczających go kationów. III reguła Paulinga zasada wspólnych naroŝy Wielościany koordynacyjne łączą się wspólnym naroŝem rzadziej wspólną krawędzie a bardzo rzadko wspólną ścianą. IV reguła Paulinga zasada samodzielnych silnych kationów. JeŜeli w krysztale występuje kilka rodzajów kationów o róŝnych ładunkach to kationy o wysokich ładunkach i niskiej liczbie koordynacyjnych nie maja wspólnych anionów. V reguła Paulinga zasada oszczędności. Liczba nie równowaŝnych elementów strukturalnych w krysztale jest niewielka.

Podział struktur jonowych - izodesmiczne dla W K-A < Z A / 2 - mezodesmiczne dla W K-A = Z A / 2 - anizodesmiczne dla W K-A > Z A / 2.

III reguła Paulinga