ametaller. hidrojen, oksijen, karbon, azot, fosfor, kükürt ve halojenler
DESCRIPTION
Ametaller. Hidrojen, oksijen, karbon, azot, fosfor, kükürt ve halojenler. YEDİNCİ HAFTA. AMETALLER. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Ametaller. Hidrojen, oksijen, karbon, azot, fosfor, kükürt ve halojenler.
YEDİNCİ HAFTAYEDİNCİ HAFTA
H2, N2, O2, F2, Cl2, soy gazlar (gaz); Br2 (sıvı); karbon,
fosfor, kükürt, iyot ve astatin (katı) ametallerdir. Ametaller
metalik özellik taşımazlar yani tel ve levha haline
getirilemezler. Elektriği ve ısıyı iletmezler. Periyodik
tablonun son grubu olan soy gazlar reaksiyon yeteneği
hemen hemen hiç olmayan (sadece çok az sayıda
bileşikleri son yıllarda elde edilebilmiştir) tek atomlu-mono
atomik gazlardır. Işıklı reklam panolarında inert ortam
olarak kullanılırlar. Düşük basınçta soy gaz içeren bir
tüpten elektrik akımı geçirildiğinde He: beyaz-pembe, Ne:
Kırmızı-turuncu, Ar: Pembe, Kr: Mavi-beyaz, Xe: Mavi ışık
verirler. Bu serinin son elementi Rn radyoaktiftir.
AMETALLER
Hidrojen renksiz kokusuz bir gazdır. Yüksek yanıcı
özelliğe sahip olduğu için özel şartlarda muhafaza edilir.
Elektronik yapısı 1s1 şeklindedir. Hidrojenin üç izotopu
vardır. Hidrojen (1protium), : Döteryum (2D) : Trityum (3T).
Döteryum yanında doğada hidrojenin 5000 de biri
oranında bulunur. D2O ya ağır su denir. Normal suda
bulunur ve fraksiyonlu destilasyonla normal sudan ayrılır.
(H2O, k.n.:100.0C; D2O k.n: 101.4C). Ağır su, çekirdek
reaksiyonlarında, nötron yavaşlatıcısı olarak kullanılır.
Hidrojen, H2
Hidrojen, halojenlerle doğrudan birleşir :
Endüstride büyük miktarlarda hidrojen doğal gaz (en çok metan içerir) veya karbonun su buharıyla reaksiyonundan elde edilir.
Çok saf hidrojen suyun elektrolizi ile elde edilir.
Hidrojenin Elde Edilmesi
Suyun elektrolizi.
1.Laboratuarda hidrojen çoğunlukla çinko 2.Metalinin H2SO4 ile reaksiyonundan elde edilir.
Oksijen, O2
Oksijen (O2), renksiz, kokusuz ve tatsız
bir gazdır. Sıvı oksijen açık mavi
renktedir. İçme suları hava ile temas
halinde olduğundan bir miktar
çözünmüş oksijen içerirler. Oksijenin
çözünürlüğü 1 litre suda 30 ml O2 dir.
Oksijenin Reaksiyonları
Oksijen (halojenler, nitrik asit,
hipoklorit, klorat ve perklorat asitleri
gibi) kuvvetli bir yükseltgeyicidir.
Karşısındaki elementi yükseltgerken
kendisi -2 değerliğe indirgenir.
Oksitler ve Hidroksitler
Ametal oksitleri asit özelliği, metal
oksitleri de baz özelliği gösterir.
Bunlar su ile reaksiyona girdiğinde
ilgili asit ve bazlarını verirler. Su ile,
ilgili asitlerini veren ametal oksitlerine
asit anhidrit adı verilir.
Metal oksitleri de su ile hidroksitleri
verirler. Bu metal oksitlerine de bazik
anhidrit veya bazik oksit adı verilir.
Bazlara karşı asit gibi, asitlere karşı da
baz gibi reaksiyon veren maddelere
amfoter, oksitlere amfoter oksit
hidroksitlere de amfoter hidroksit adı verilir
Amfoter metal hidroksitleri
Başlıca elde edilme yolu sıvı havanın fraksiyonlu destilasyonu yoluyladır. Sıvı havanın fraksiyonlu destilasyonu ile oksijen ile birlikte argon helyum gibi soy gazlar da ucuz olarak elde edilirler.Laboratuarda oksijen potasyum kloratın kızdırılmasıyla elde edilir: Oksijen başlıca çelik ve metal üretiminde yanmayı kolaylaştırıcı olarak ve oksijen içeren kimyasal maddelerin üretiminde kullanılır. Ayrıca hastanelerde oksijen maskelerinde, pis suların arıtılmasında oksitleştirici olarak, oksijen asetilen hamlaçlarında, roket yakıtlarını yakmada sıvı oksijen (LOX) olarak kullanılmaktadır.
Oksijenin Elde Edilmesi
Üç oksijen atomunun kovalent
bağlanmasıyla oluşmuş gaz halinde bir
maddedir. Oksijen ve ozon aynı bir
elementin farklı bağlanma şekillerine
sahip maddelerdir (Allotropturlar).
Ozon, O3
O
O
O: : : :
.. ..
: : :O
O
O:.. ..
Renksiz, kararlı olmayan bir sıvıdır. Oda sıcaklığında yavaşça bozunur. Zayıf bir asittir. Peroksitteki oksijen atomlarının her birinin ortalama yükseltgenme sayısı (-1) dir. Peroksit (-O-O-) bağı oldukça düşük bir bağ enerjisine sahiptir. Derişik çözeltileri patlama ile bozunur. Bu yüzden patlayıcı imalinde kullanılır. Çok kuvvetli bir yükseltgeme aracıdır. Aynı zamanda yükseltgeyiciler karşısında da indirgen olarak hareket eder.
Hidrojen Peroksit, H2O2
Süper oksitler, KO2, RbO2, CsO2
Sadece K, Rb ve Cs un oksijen ile
ısıtılmasıyla elde edilir.
K, Rb ve Cs hidroksitlerinin ozonla reaksiyonundan elde edilir.
Ozonürler
Ca2+ , Mg2+ , Fe2+ gibi iyonları içeren suya sert su denir.
Sert sular istenilmez çünkü sabunu çökerterek bol
köpük yapmasını ve kirleri çıkarmasını önlerler.
Bu katyonların yanında anyon olarak HCO3- bulunduğu
zaman buna geçici sertlik adı verilir.
İçme ve Kullanma Suyu
Yeraltında kömür madenleri olarak taşkömürü, linyit
şekillerinde bulunur. Karbon elmas ve grafit olarak iki
allotropa sahiptir. Elmas tetrahedral bağlar yapar. En
dış yörüngesindeki değerlik elektronlarının dördü de
bağlanmaya iştirak etmiştir. Grafitte ise üç elektron
bağlanmaya iştirak etmiş ve dördüncüsü serbest
kalmıştır. Grafit, bu serbest elektrona sahip
oluşundan dolayı elektrik akımını iletir, elmas hiç
serbest elektron taşımadığından akımı iletmez.
Karbon, C
Karbonun iki allotropu: elmas ve grafit
Siyanürler
Karbon monoksit, CO ( :CO: )
Karbon dioksit, CO2( :O = C = O: )
Karbürler: (C2)2- [:C C: ]2-
Karbonun bazı bileşikleri
Renksiz, kokusuz, tatsız ve zehirliliği olmayan bir gazdır.
Havada % 78.08 oranında bulunur. Çok zor reaksiyona
girer. Çünkü azot-azot bağları çok kuvvetlidir. En çok
amonyak, kalsiyumsiyanamid [CaNCN], hidrazin yapımında
kullanılır. Siyanamid ve amonyak çoğunlukla gübre,
hidrazin de roket yakıtı olarak kullanılır. Çoğu reaksiyonları
inert bir ortamda yapabilmek için azot gazı kullanılır. Ayrıca
sıvı azot, havanın soğutulup sıkıştırılması yoluyla elde
edilen sıvı havadan (-195C de N2, -183C de O2 kaynar)
fraksiyonlu destilasyonla ayrılarak elde edilir.
Azot, N2 ( : N N : )
Azotun bileşiklerinde aldığı yükseltgenme sayıları
Fosforun değişik reaksiyon yatkınlığına sahip üç allotropu vardır. Beyaz, kırmızı ve siyah fosfor. Beyaz fosfor, yumuşak mumumsu, beyaz-sarı renkli ve çok zehirlidir. Elli miligram alınırsa ölüme neden olur. P4 molekülü halindedir. Çok kolay tutuşur. Kırmızı fosfor, beyaz fosforun 250C ye ısıtılmasıyla elde edilir ve zehirsizdir. Fosforun tüm reaksiyonlarını biraz daha yüksek sıcaklıklarda verdiği için beyaz fosfor yerine reaksiyonlarda kırmızı fosfor kullanılır. Kırmızı fosfor tam aydınlatılmamış karışık polimerik bir yapıya sahiptir. Oda sıcaklığında kararlıdır, ancak 400C de tutuşur. Fosforun üçüncü allotropu siyah fosfor, kristal yapıdadır, metalik özellik gösterir ve elektriği iletir. Beyaz fosforun birkaç gün 35.000 atm de katalizör altında ısıtılmasıyla elde edilir.
Fosfor, P4
Kükürt rombik ve monoklinik kükürt olmak üzere iki allotropu
halinde bulunur. Oda sıcaklığında kararlı olan allotropu
rombik kükürttür ve çok yavaş ısıtıldığında 96.5C de
monoklinik kükürde dönüşür. Her iki allotropunda da kükürt
S8 molekülü halindedir. Oda sıcaklığında rombik kükürt açık
sarı renkli, kokusuz ve tatsız kristal bir katıdır. Monoklinik
kükürdün e.n: 119C dir. Sıvı kükürt, ısıtmaya devam
edildiğinde ilginç bir özellik gösterir ve 160-187C lerde
viskozitesi artar (polimerleşir). Eğer bu sıvı kükürt 200C
civarına hızla soğutulup suya dökülürse sünek plastik bir
malzeme elde edilir. Bu oda sıcaklığında daha sonra yavaş
yavaş rombik kükürde dönüşür.
Kükürt, S8
Frasch usulü ile kükürt çıkarılması
Kükürtün bileşikleri ve yükseltgenme değerlikleri.