1. lekce - Periodický systém a názvosloví

Transkript

Přípravný
Přípravný kurz
kurz kk přijímacím
přijímacím
zkouškám
zkouškám
Obecná
Obecná aa anorganická
anorganická chemie
chemie
RNDr.
RNDr. Lukáš
Lukáš Richtera,
Richtera,Ph.D.
Ph.D.
Ústav
Ústav chemie
chemie materiálů
materiálů
Fakulta
Fakulta chemická
chemická VUT
VUT vv Brně
Brně
část
část I.I. -- 2.
2. 3.
3. 2013
2013
Harmonogram kurzu
2. 3. 2013
09:00 - 11:45 - obecná a anorganická chemie
11:45 - 12:15 - přestávka
12:15 - 15:00 - organická chemie
9. 3. 2013
09:00 - 11:45 - obecná a anorganická chemie
11:45 - 12:15 - přestávka
23. 3. 2013
11:15 - 11:30 - přestávka
11:30 - 13:45 - opakování
13:45 - 14:00 - přestávka
14:00 - 15:30 - závěrečný test
případná změna programu (pořadí bloků) vyhrazena
Náplň kurzu obecná a anorganická chemie
periodický systém prvků a vlastnosti prvků
▪ skupinové názvy
▪ elektronová konfigurace
▪ běžná oxidační čísla
názvosloví anorganických sloučenin
▪ halogenidy (fluoridy, chloridy, bromidy, jodidy) a hydroxidy
▪ oxidy a sulfidy
▪ oxokyseliny
▪ soli oxokyselin a hydráty
vyčíslování chemických rovnic
▪ pomocí elektronové bilance
▪ pomocí soustavy rovnic
chemické výpočty
▪ vyjadřování koncentrace, ředění roztoků
▪ rozpustnost, krystalizace
▪ plyny
▪ pH roztoku
Doporučená literatura ke studiu obecné a anorganické chemie
Obecná a anorganická chemie, Klikorka Jiří, Hájek Bohumil, Votinský Jiří, SNTL
/ Alfa, Praha / Bratislava, 2. vydání, 1989
Chemie prvků I+II, Earnshaw A., Greenwood N. N., ISBN: 80-85427-38-9,
Informatorium, Praha, 1993
Chemistry of the Elements, 2nd Edition, Greenwood N. N., Earnshaw A.,
Butterworth/Heinemann, Oxford, 1997
Názvosloví anorganické chemie: Klikorka J., Hanzlík J., 3. upravené a
rozšířené vydání, Praha, Academia, 1987
Přehled středoškolské chemie, Vacík Jiří, 3. dopl. vyd. Praha: SPN pedagogické nakladatelství, a.s., 1995
Chemie pro čtyřletá gymnázia, Mareček A.,
Honza J., Olomouc
Elearningové kurzy pro podporu studentů - ChemLearning
Především stojí za pozornost následující kurzy v bloku KA1
CHEMICKÁ VAZBA (CHEVA)
https://www.vutbr.cz/elearning/course/view.php?id=1000186
CHEMICKÉ REAKCE A VYROVNÁVÁNÍ CHEMICKÝCH ROVNIC (VYCHR)
NÁZVOSLOVÍ ANORGANICKÉ CHEMIE PRO STŘEDNÍ ŠKOLY (NACHSS)
NÁZVOSLOVÍ ORGANICKÉ CHEMIE PRO STŘEDNÍ ŠKOLY (NOCHSS)
Periodický systém prvků - triviální názvy skupin
alkalické kovy
kovy alkalických zemin
kovy vzácných zemin
lanthanoidy
aktinoidy
uranoidy
transurany
curoidy
triáda železa
lehké platinové kovy
těžké platinové kovy
triely
tetrely
pentely
chalkogeny
halogeny
vzácné plyny
Periodický systém prvků - kovy a nekovy
kovy
polokovy (metaloidy)
nekovy
Periodický systém prvků - nepřechodné a tranzitní prvky
nepřechodné prvky
přechodné prvky
vnitřně přechodné prvky
Periodický systém prvků - s, p, d a f prvky
s-prvky
p-prvky
d-prvky
f-prvky
Periodický systém prvků - elektronová konfigurace
s1-prvky
s
neobsazené
obsazené
p
s2-prvky
s
neobsazené
obsazené
p
p1-prvky
s
neobsazené
obsazené
p
p2-prvky
s
neobsazené
obsazené
p
p3-prvky
s
neobsazené
obsazené
p
p4-prvky
s
neobsazené
obsazené
p
p5-prvky
s
neobsazené
obsazené
p
p6-prvky
s
neobsazené
obsazené
p
Periodický systém prvků - oxidační čísla
s1-prvky
snadná ztráta jednoho elektronu, vystupují
pouze jako jednomocné kationty
H+, Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, Fr+
(lithný, sodný, draselný, rubidný, cesný...)
u vodíku existuje i možnost přijetí dalšího eH (1s1) + e(tvorba hydridů)
H- (1s2 ~ [He])
s2-prvky
snadná ztráta dvou elektronů, vystupují pouze
jako dvojmocné kationty
BeII, MgII, CaII, SrII, BaII, RaII
(beryllnatý, hořečnatý, vápenatý...)
p1-prvky
snadná ztráta tří elektronů, lehčí vystupují
běžně jako trojmocné kationty
BIII, AlIII, GaIII, InIII, TlIII
(boritý, hlinitý, gallitý...)
u těžších je preferováno jednomocenství
InI, TlI
(indný, thallný)
(d-orbitaly pro zjednodušení neuvažovány)
p2-prvky
v závislosti na elektronegativitě vazebného
partnera u C a Si přijetí nebo ztráta čtyř
elektronů, u těžších ztráta
C±IV, Si±IV, GeIV, SnIV, PbIV
(uhličitý, křemičitý, germaničitý, cíničitý...)
uhlík a těžší prvky vystupují i jako dvojmocné
CII, SnII, PbII
(uhelnatý, cínatý, olovnatý)
p3-prvky
ztrátou pěti elektronů se tyto prvky dostávají
na elektronovou konfiguraci předchozího
vzácného plynu
NV, PV, AsV, SbV, BiV
(dusičný, fosforečný, arseničný...)
ztrátou tří elektronů se tyto prvky zbavují
elektronů v p-orbitalech
NIII, PIII, AsIII, SbIII, BiIII
(dusitý, fosforitý, arsenitý, antimonitý...)
elektronegativnější přijetím tří elektronů
přecházejí na elektronovou konfiguraci
následujícího vzácného plynu N-III, P-III
(tvorba nitridů, fosfidů...)
p4-prvky
těžší se ztrátou šesti elektronů dostávají na
elektronovou konfiguraci předchozího
vzácného plynu
SVI, SeVI, TeVI, PoVI
(sírový, selenový, tellurový...)
ztrátou čtyř elektronů se tyto prvky zbavují
SIV, SeIV, TeIV, PoIV
(siřičitý, seleničitý, telluričitý...)
elektronegativnější přijetím dvou elektronů
následujícího vzácného plynu O-II, S-II, Se-II
(tvorba oxidů, sulfidů a selenidů...)
p5-prvky
těžší se ztrátou sedmi elektronů dostávají na
elektronovou konfiguraci předchozího
vzácného plynu
ClVII, BrVII, IVII, AtVII
(chloristý, bromistý, jodistý...)
ztrátou pěti elektronů se tyto prvky zbavují
ClV, BrV, IV, AtV
(chlorečný, bromičný, jodičný...)
přijetím jednoho elektronu přecházejí na
elektronovou konfiguraci následujícího
vzácného plynu F-I, Cl-I, Br-I, I-I
(tvorba halogenidů - fluoridů, chloridů...)
p6-prvky
vzácné plyny mají stabilní elektronovou
konfiguraci, jsou proto nereaktivní
u těžších však byly připraveny sloučeniny
(kryptoničitý, xenonový, xenoničelý...)
Periodický systém prvků zpaměti?
Periodický systém prvků zpaměti?
Výhody:
 spoustu informací lze odvodit
(není nutné se je učit zpaměti)
 odpadají zbytečné chyby v názvosloví
Nevýhody:
 naučit se pár srandovních básniček
(tzv. mnemotechnických pomůcek)
zpaměti...
Periodický systém prvků - mnemotechnické pomůcky
1. skupina (dříve I A)
Hanu Líbal Na Krk Robustní Cestář Franc.
nebo
HLíNa Kterou Rubali Češi a Francouzi.
nebo
Helenku Líbal Na Kolínku Robustní Cestář
Frantík.
nebo
Helena Líbala Na Kolínko Robustního Cestáře
France.
2. skupina (dříve II A)
Běžela Magda Caňonem Srazila Balvan
Ramenem.
nebo
Běžela Magda Canálem Srazila Banán Rádiem.
nebo
Běžela Magda Caňonem, Srážela Banány
Rádiovkou.
3. skupina (dříve III B)
Scedí Yveta Látku Acetonem?
nebo
Scotland Yard Lapil Anglického cestáře.
4. skupina (dříve IV B)
Ti Zrzaví Hafani Rafali.
nebo
Tisíce Zrzavých Hafanů Thoria. (+ aktinoidy)
5. skupina (dříve V B)
Vnadná Niobe Tančila Dubáka.
nebo
V Niobii Taví Protaktinium. (+ aktinoidy)
6. skupina (dříve VI B)
Cradl Mohamed Westky Seaborgovi.
nebo
Cromagnonci Mořili Waldemara.
7. skupina (dříve VII B)
Mnoho Techniků Reptalo Blahem.
nebo
Mnohá Technika Rezaví.
8. - 10. skupina (dříve VIII B)
Fernet Rum Ospalí Hasiči.
Co Rhodíš Ireno? Meitnera?
Nic Pod Ptákem.
8. - 10. skupina (dříve VIII B)
Ferina Cobalt Ničí.
Rumem Rozohněn Podstavec.
Osamělý Irský Planetolet.
11. skupina (dříve I B)
Cucal Agáve August.
nebo
Cucej Agave Aurelie.
12. skupina (dříve II B)
Znáš Cadeta Huga?
nebo
Znovu Cadí Hydrargyrum.
13. skupina (dříve III A)
Byl Alexej Gagarin Indickým Tlumočníkem?
nebo
Byl Aljoša Gagarin Indická Tlama?
nebo
Boxer Ali Galantně Inkasoval Tlapou.
nebo
Božský Alkohol Gambrinus Inhaluji Tlakem.
nebo
Blbče Hlídej Garáž, Indiáni Tlučou. (!!!)
nebo
Babička Alláha Gabriela Instaluje Tlumiče.
nebo
Blbý Alfons Gándí Inocence Tloukl.
14. skupina (dříve IV A)
Co Si Germáni Snaží Probodnout?
nebo
Co Si Generál Sní? Pobočníka!
nebo
Což Si Gertruda Snědla Plombu?
nebo
Co si, Gertrudo, Snědla? Olovo. (!!!)
nebo
Češi Germány Snadno Pobijou.
nebo
Co Si Gemáni Snědli Pak Bledli.
nebo
Cestoval Sindibád Gerlachovským Sněhem
Poloobut?
15. skupina (dříve V A)
Náš Pes Asi Sbaštil Bizona.
nebo
Náš Pan Asistent Sbalil Biletářku.
nebo
Náš Pan Asistent Sbaštil Bismut.
nebo
Náš Pan Asistent Sboural Biograf.
nebo
Náš Pan Asistent Sbaštil Biftek Tmavé Medůze.
nebo
Naše Paní Asistentka Sbalila Bivoje.
16. skupina (dříve VI A)
Ó, Slečno, Sejměte Tenkou Ponožku.
nebo
Ó, Slečno, Sejměte Též Podprsenku.
nebo
Ó, Slečno, Sejměte Tenkou Podprsenku.
nebo
Ó, Slečno, Sejměte Též Podkolenku.
nebo
Ondřej Sám Sebe Těžko Posere.
nebo
Ó slečno, sedněte, televize pokračuje.
17. skupina (dříve VII A)
Fikaní Chlapíci Brousili Inkům Antény.
nebo
Fikaní Chlapíci Brousili Italům Antény.
nebo
Franta Cloumal Brunem Iako Atlet.
nebo
Fešní Chlapci Brali Italům Atomy.
nebo
Floutek Cleofáš Bručí Iako Atom.
nebo
Flusali Chlor Broučci I Atleti.
nebo
Fanatik Cloumá Bránou Italských Atomů.
18. skupina (dříve VIII A)
Helena Nechtěla s Arogantním Králem
Xenofonem Randit.
nebo
Herbert Nechtěl Armádní Krasavici Xenii Ranit.
nebo
Helena Nechtěla Argonského Krále Xenona
Radona.
nebo
Hele Nečum, Argonaute, Krásná Xenie Randí.
nebo
Heroický Netvor Arnošt Kráčel K senu (Xenu)
Randit. (!!!).
nebo
Hezký Nevěrný Arnošt Krátil Xénii Ráno.
2. perioda
Líbal Bedřich Boženu Celou Noc, Ó Fuj
Nestyda!
nebo
Líbal Bedřich Boženu Celou Nahou, Ó Fuj,
Nestyda!
nebo
Líbal Bedřich Boženu, Celou Nahou, Ó Fuj
Nemrava.
3. perioda
Aluminium Sirově Páchnouce Smrdělo Celým
Archívem.
4. perioda
Kruci Carle, Sociální Ti Vana Croutí Mně, Feďa
Coulí Niklovou Culičku Značky GagarinGerman, Asi Sebere Bratra Kryma.
nebo
Scandovali Ti Václavové, Cerý Mnohé Federální
Comitety Ničemných Čumilů Zničili.
5. perioda
Rubej Srabe, Yveta Zradila, Neboť Moje
Tuctová Růžena Rohla Pedálem Agrárního
Cedníku Indiánského Sněžného Sobola,
Tekutého I Xelofánového.
nebo
Yvona Zradila Nebeské Mocnosti, Ty co Ruskou
Rudou
hvězdou
Podráždily
Agresivního
Comodora.
6. perioda
Cosi Bafajíc, Laponští Hafani Tahali Welkého
Rekova Osla, Iry Pod(t)placeného, Auto
rtuti(Hg) Tlačilo olověný(Pb) Biokys Po
Atmosferickém Radonu.
nebo
Láskyplně Hafali Takoví Welcí Rekové, Oslňujíc
Irské Ptáky Auty Hugenotů.
Lanthanoidy
Laciné Ceny Prasat Nedovolily Prometheovi
Smést Európu Gdyž Théby Dýchali Horkou
Erotickou Tmou Ybišku Lučního.
nebo
Laciné Ceny Prasat Nedovolily Prometheovi
Smésti Europu Gdyž Théby Dýchaly Horkou
Erotikou Tmavými Ybiškovými Lukami.
Aktinoidy
Ačkoli Tuhá Paliva Určitě Nepatří Původním
Americkým Cementovým Býkům, Californští
Eskymáci Formují Medvědy Norským Lordům.
nebo
"89" (89Ac) Activních Thébanů Páchalo Ukrutné
Nepřístojnosti Půjčujíce Americký Camýk
Bokakotorskému Calífovi Esteticky Formulujíce
Mladého Noblemana Laworovicou.
nebo
Tohle Pane Umím Napsat Půlkou Amerického
Computeru, Bikos Californské a Estonské
Firmy Modelují Nové Lehrery.
Periodický systém prvků - trendy v elektronegativitě prvků
V rámci skupiny elektronegativita roste od dola
nahoru (čím je prvek ve skupině lehčí, tím
větší má elektronegativitu):
I  2,7 < Br  3,0 < Cl  3,2 < F  4,0
V rámci periody elektronegativita roste zleva
doprava (s rostoucí hmotností prvku roste
elektronegativita):
Li  1,0 < Be  1,6 < B  2,0 < C  2,6 <
< N  3,0 < O  3,4 < F  4,0
Elektronegativita v periodickém systému roste
z levého dolního rohu periodické tabulky
(francium Fr  0,7) do pravého horního rohu
periodického systému (fluor F  4,0)
Periodický systém prvků - Proč a jak se tvoří sloučeniny?
p3-prvky
ztrátou pěti elektronů se tyto prvky dostávají
na elektronovou konfiguraci předchozího
vzácného plynu
NV, PV, AsV, SbV, BiV
(dusičný, fosforečný, arseničný...)
ztrátou tří elektronů se tyto prvky zbavují
NIII, PIII, AsIII, SbIII, BiIII
(dusitý, fosforitý, arsenitý, antimonitý...)
elektronegativnější přijetím tří elektronů
následujícího vzácného plynu N-III, P-III
(tvorba nitridů, fosfidů...)
H
H:
H
H
H
H
H
H:
N:
N
N
H:
Elektronová konfigurace dusíku:
a vodíku:
 atom dusíku má tři nepárové elektrony v částečně zaplněném p-orbitalu
 jeho snahou je:
 buď 3 elektrony doplnit (zaplnit p-orbital) od atomu s nižší elektronegativitou
 a nebo 3 odevzdat (vyprázdnit p-orbital) atomu s vyšší elektronegativitou
 ve skutečnosti je ve sloučenině neodevzdá zcela, ale sdílí je s jiným atomem (jinými atomy)
 elektronegativnější atom si však elektrony přitáhne více k sobě
 po vzniku sloučeniny se atomy mohou tvářit, že mají následující konfigurace:
resp. s přihlédnutím na elektronegativitu:
a vodíku:
a vodíku:
Zcela analogicky:
F:
F:
F:
F:
N:
N:
F:
F:
Názvosloví - binární sloučeniny vodíku
HF
HCl
HBr
HI
HCN
fluorovodík
chlorovodík
bromovodík
jodovodík
kyanovodík
H2S
sirovodík
Sloučeniny prvků 13. - 16. skupiny s vodíkem (odvozeno od latinských názvů, -an)
BH3
SiH4
PH3
H2S
AsH3
AlH3
boran
silan
fosfan
sulfan
arsan
alan
B2H6
Si2H6
P2H4
H2Sx
SbH3
BiH3
diboran
disilan
difosfan
polysulfan
stiban
bismutan
Výjimku tvoří triviální názvy těchto sloučenin
NH3
H2O
amoniak
voda
N2H4
hydrazin
SiHCl3
trichlorsilan
Odvozené sloučeniny
S2Cl2
dichlordisulfan
(13. skupina)
(14. skupina)
(15. skupina)
(16. skupina)
Názvosloví - halogenidy
název aniontu se tvoří ze základu názvu halogenu přidáním koncovky -id (podstatné jm.)
název kationtu se tvoří ze základu názvu prvku a zakončení dle příslušného oxid. čísla
NaF
MgF2
AlF3
SiF4
PF5
SF6
IF7
OsF8
fluorid sodný
fluorid hořečnatý
fluorid hlinitý
fluorid křemičitý
fluorid fosforečný
fluorid sírový
fluorid jodistý
fluorid osmičelý
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
-ný
-natý
-itý
-ičitý
-ičný, -ečný
-ový
-istý
-ičelý
MX
MX2
MX3
MX4
MX5
MX6
MX7
MX8
Názvosloví - hydroxidy
název aniontu se tvoří ze základu názvu halogenu přidáním koncovky -id (podstatné jm.)
NaOH
Mg(OH)2
Al(OH)3
Th(OH)4
...
...
...
...
hydroxid sodný
hydroxid hořečnatý
hydroxid hlinitý
hydroxid thoričitý
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
-ný
-natý
-itý
-ičitý
-ičný, -ečný
-ový
-istý
-ičelý
MOH
M(OH)2
M(OH)3
M(OH)4
M(OH)5
M(OH)6
M(OH)7
M(OH)8
Názvosloví - oxidy a sulfidy
název aniontu se tvoří z podstatného jména oxid (resp. sulfid)
Na2O
MgO
Al2O3
SiO2
P2O5
SO3
I2O7
OsO4
oxid sodný
oxid hořečnatý
oxid hlinitý
oxid křemičitý
oxid fosforečný
oxid sírový
oxid jodistý
oxid osmičelý
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
-ný
-natý
-itý
-ičitý
-ičný, -ečný
-ový
-istý
-ičelý
M2O
MO2
M2O3
MO2
M2O5
MO3
M2O7
MO4
názvosloví sulfidů (rovněž tak i selenidů a telluridů) se řídí zcela stejnými pravidly
např.:
Na2S
MgS
Al2S3
sulfid sodný
sulfid hořečnatý
sulfid hlinitý
Na2Se
MgSe
Al2Se3
selenid sodný
selenid hořečnatý
selenid hlinitý
2:1
2:2
2:3
2:4
2:5
2:6
2:7
2:8
Názvosloví - oxokyseliny
vzorce oxokyselin lze formálně odvodit přičtením H2O k příslušnému oxidu
např. kyselina siřičitá je odvozena od oxidu siřičitého:
SO2
+ H2 O
H2SO3
HClO
H2NO2
HClO2
H2SO3
HClO3
H2SO4
HClO4
H2OsO5
kyselina chlorná
kyselina dusnatá
kyselina chloritá
kyselina siřičitá
kyselina chlorečná
kyselina sírová
kyselina chloristá
kyselina osmičelá
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
-ná
-natá
-itá
-ičitá
-ičná, -ečná
-ová
-istá
-ičelá
složitější kyseliny lze odvodit několikanásobným přičtením H2O
HXO
H2XO2
HXO2
H2XO3
HXO3
H2XO4
HXO4
H2XO5
Názvosloví - soli oxokyselin
název aniontu je odvozen od názvu oxidu s příponou -an (výjimka u MVI)
(název kationtu se tvoří ze základu názvu prvku a zakončení dle příslušného oxid. čísla
HClO
H2NO2
HClO2
H2SO3
HClO3
H2SO4
HClO4
H2OsO5
kyselina chlorná
kyselina dusnatá
kyselina chloritá
kyselina siřičitá
kyselina chlorečná
kyselina sírová
kyselina chloristá
kyselina osmičelá
chlornan
dusnatan
chloritan
siřičitan
chlorečnan
síran
chloristan
osmičelan
-ná
-natá
-itá
-ičitá
-ičná, -ečná
-ová
-istá
-ičelá
-nan
-natan
-itan
-ičitan
-ičnan, -ečnan
-an
-istan
-ičelan
v názvech solí prvků, jejichž základ končí na -n (molybden, uran, mangan) je
jednomocenství a šestimocenství odlišeno zdvojením souhlásky:
mangannan (MnI) a manganan (MnVI)
Názvosloví - hydráty
počet molekul vody se vyjadřuje číslovkovou předponou:
hemimonoditritetrapentahexaheptaoktanonadeka-
½
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
undekadodekatridekatetradekaikosatrikontatetrakontahektadiktatrikta-
11
12
13
14
20
30
40
100
200
300
Periodický systém prvků

1. lekce - Periodický systém a názvosloví

Transkript

Podobné dokumenty

Prezentace aplikace PowerPoint

Zápis z veřejného setkání