ametaller. hidrojen, oksijen, karbon, azot, fosfor, kükürt ve halojenler

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.