1A skupina;alkalijske kovine - UL...

Kemija elementov glavnih skupin; naloge Boris Čeh

1

1. Katera izmed spojin je najbolj topna v vodi? Zakaj? NaCl, KBr, RbBr ali NaF?

Odgovor:

Topnost je odvisna od mrežne entalpije ΔH°mr (energija, potrebna za razgradnjo kristala na

anione in katione). Ta pa je odvisna od naboja kationa in aniona ter od njune velikosti

oziroma od njune medsebojne oddaljenosti ter zgradbe kristala. Premo sorazmerna je

zmnožku obeh nabojev in obratno sorazmerna oddaljenosti med centroma obeh ionov:

z1∙z2/dAK. Ker sta naboja ionov pri vseh štirih spojinah ista, (|z1| = | z2| = 1, je dovolj, če

primerjamo medsebojne oddaljenosti ionov. Najbolj sta pri dotiku oddaljena iona Rb+ in Br

–

pri spojini RbBr, saj sta oba elementa v periodnem sistemu razvrščena najnižje v skupinah

1A in 7A. Zato je med vsemi spojinami ΔH°dis pri RbBr najmanjša, topnost pa največja.

2. Kako reagirajo elementi Li, Na in K s kisikom? Napiši reakcije in uredi jih.

Odgovor:

Glede na to, da so vse tri kovine v 1A skupini, bi pričakovali, da bodo formule oksidov M2O

(M = Li, Na, K, Rb in Cs). Vendar pa samo litij reagira s kisikom do Li2O. Natrij se s

kisikom spoji v natrijev peroksid Na2O2, K pa v kalijev superoksid KO2.

Reakcije so: 4 Li(s) + O2(g) 2 Li2O(s)

2 Na(s) + O2(g) Na2O2(s)

K(s) + O2(g) KO2(s).

3. Kateri izmed elementov je najboljši reducent, Na, K ali Rb? Zakaj?

Odgovor:

Reducent reducira neko drugo zvrst, sam pa se pri tem oksidira, torej odda elektrone.

Najboljši reducent bo tista zvrst, ki bo »najlažje« oddala elektrone. Med danimi elementi jih

bo najlažje oddal tisti, ki bo sestavljen iz največjih atomov, to pa je rubidij, saj je v skupini

pod Na in K. Pri večjem atomu je elektron bolj oddaljen od jedra in je zato ionizacijska

energija elementa (atoma) nižja; od tod sklepamo, da bo najboljši reducent.

4. Napiši, kaj nastane, če litijev oksid reagira z vodo. Kateri so produkti, če z vodo reagira

natrijev peroksid? Reakciji uredi.

Odgovor:

Reakcije so: Li2O(s) + H2O(l) 2 LiOH(aq)

2 Na2O2(s) + 2 H2O(l) 4 NaOH(aq) + O2(g).

5. Sestavini smodnika sta tudi žveplo in oglje. Napiši reakcijo, ki poteče med ogljikom in tretjo

sestavino smodnika.

Odgovor:

V smodniku je poleg oglja C in žvepla S tudi oksidant KNO3. Reakcija med ogljikom in

kalijevim nitratom poteče takole:

1A skupina;alkalijske kovine


2

HOC

O

O

HOO

H

H

OC

O

O

C

O

O

HO HOC

O

O

4 KNO3(s) + 3 C(s) 2 K2CO3(s) + 3 CO2(g).

6. Litij je eden redkih elementov, ki reagira pri sobni temperaturi z dušikom tako, da nastane

nitrid. Napiši in uredi enačbo reakcije. Zakaj nastane amonijak, če nitrid reagira z vodo?

Kam uvrščamo to reakcijo?

Odgovor:

Pri reakciji litija z magnezijem nastane litijev nitrid:

6 Li(s) + NK(g) → 2 Li3N(s)

Litijev nitrid je ionska spojina, sestavljena iz Li+ in N

3– ionov. Ker ima nitridni anion velik

negativni naboj (3–) je zelo močna baza, zato zlahka reagira z molekulo vode tako, da ji

»odvzame« proton:

N3–

(aq) + H2O(l) NH2–

(aq) + OH–(aq)

Tudi ion NH2–

je še vedno dovolj močna baza, da zlahka reagira z vodo; nastane:

NH2–

(aq) + H2O(l) NH2–(aq) + OH

–(aq).

Celo ion NH2– je še dovolj bazičen, da odvzame vodi proton:

NH2–(aq) + H2O(l) NH3(aq) → OH

–(aq).

Raztopina amoniaka v vodi je bazična.

7. Kaj nastane, če v raztopino natrijevega hidroksida uvajamo po cevki ogljikov dioksid?

Napiši enačbo reakcije in jo uredi. Kam lahko uvrstiš to reakcijo?

Odgovor:

Natrijev hidroksid je baza, CO2 pa je anhidrid ogljikove kisline, ki jo včasih zapišemo kot

H2CO3, čeprav v taki obliki ogljikova kislina ne obstaja. Reakcijo med NaOH in CO2

uvrščamo med kislinsko-bazne reakcije. Ker nastane pri reakciji CO32–

ion, ne moremo

govoriti o Brønstedovi pač pa Lewisovi kislinsko-bazni reakciji. Poglejmo, kako nastane

karbonatni ion CO32–

:

OH–(aq) + CO2(aq) HCO3

– (aq)

karbonatni ion reagira s prebitnimi hidroksidnimi ioni

OH–(aq) + HCO3

–(aq) CO3

2–(aq) + H2O(l)


3

elektroliza

8. Napiši reakcijo elektrolize CsCl. Napiši reakciji, ki potekata na obeh elektrodah. Kje je

potrebna višja napetost, pri elektrolizi NaCl, KCl ali RbCl? Zakaj?

Odgovor:

2 NaCl(l) 2 Na(l) + Cl2(g)

katoda: 2 Na+(l) + 2 e

– 2 Na(l)

anoda: 2 Cl–(l) Cl2(g)

Najvišja napetost je potrebna pri elektrolizi RbCl, zato ker je Rb med vsemi tremi kovinami

(Na, K in Rb) najmočnejši reducent.

9. Naštej (poimensko) in zapiši formule vsaj štirih pomembnih spojine natrija.

Odgovor:

Čilski soliter (natrijev nitrat, NaNO3), soda (natrijev karbonat, Na2CO3), sol (kuhinjska sol,

kamena sol, halit, NaCl), Glauberjeva sol (natrijev sulfat dekahidrat, Na2SO4∙10H2O).

10. Poskušaj napisati produkte, ki nastanejo pri naslednjih kislinsko-baznih reakcijah.

a) NaOH(aq) + H2SO4(aq)

b) KOH(aq) + H3PO4(aq)

Odgovor:

ker je kislina dvo- oziroma trivalentna, nastanejo lahko tudi hidrogen- in dihidrogensoli.

NaOH(aq) + H2SO4(aq) NaHSO4(aq) + H2O(l)

NaOH(aq) + NaHSO4(aq) Na2SO4(aq) + H2O(l)

KOH(aq) + H3PO4(aq) KH2PO4(aq) + H2O(l)

KOH(aq) + KH2PO4(aq) K2HPO4(aq) + H2O(l)

KOH(aq) + K2HPO4(aq) K3PO4(aq) + H2O(l)

11. Na levi strani vsake puščice zapiši primerne reaktante, tako da dobiš na desni strani puščice

prave produkte. Pri vseh reaktantih in produktih zapiši agregatno stanje {(g), (l), (s), (aq)} in

enačbe reakcij uredi. Za vse produkte in reaktante zapiši vrsto vezi, ki povezujejo delce, ko

je snov v trdnem stanju.

Na NaH NaOH Na2CO3 CO2 CaCO3

CaCl2

Odgovor: Na NaH

2 Na(s) + H2 (g) 2 NaH(s)

Za reakcijo z natrijem potrebujemo plinasti vodik. Nastane le en produkt, natrijev hidrid.

Natrij je kovina, delci (kovinski kationi) so povezani med seboj s kovinsko vezjo. Vodik je v

trdnem stanju pri temperaturah, ki so nižje od –259 °C. Molekule vodika so povezane med

seboj s šibkimi medmolekulskimi silami, točneje z disperzijskimi silami, saj molekula

vodika nima dipolnega momenta. NaH je sestavljen iz kationov Na+

in anionov H–. Kationi

ni anioni so povezani s ionsko vezjo.


4

O O

Ostale reakcije (uredite jih) so:

NaH(s) + H2O(l) NaOH(aq) + H2(g)

NaOH(aq) + CO2(aq) Na2CO3(aq) + H2O(l)

Na2CO3(aq) + HCl(aq) NaCl(aq) + H2O(l)

CO2(g) + CaO(s) CaCO3(s)

CaCO3(s) + HCl(aq) CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)

Na(s) kovinska vez

H2(g) van der Waalsova (medmolekulska) vez; disperzijske sile

H2O(l) van der Waalsova vez (orientacijske sile) in H-vez

NaOH(aq) hidratirani ioni Na+ in OH

– v vodni raztop., Na

+(aq) in OH

–(aq)

(sile ion- dipol)

CO2 van der Waalsova vez (disperzijske sile)

Na2CO3(aq) ioni Na+(aq) in CO3

2–(aq) v vodni raztopini, (sile ion- dipol)

HCl(g) van der Waalsova vez (orientacijske sile); toda le v tekočini in trdnem stanju

CaO(s) ionska vez; Ca2+

in O2–

ioni

CaCO3(s) ionska vez; Ca2+

in CO32–

ioni

HCl(aq) hidratirani ioni H3O+ in Cl

–

12. Nariši Lewisovo strukturo peroksidnega iona. Kakšen je red vezi med kisikovima atomoma?

Katera molekula/ion je izoelektronski s peroksidnim ionom?

Odgovor:

Ion O22–

ima 2 × 6 + 2 elektr. = 14 elektr. 14/2 = 7 VlEP.

Izoelektronske so tiste zvrsti, ki imajo enako število valenčnih elektronov. Ion O22–

(2×6 +

2 = 14) in molekula Cl2 (2×7 = 14) sta izoelektronska.

13. Poskusi ugotoviti, kaj bi nastalo, če natrij reagira z etanolom.

Odgovor:

Če primerjamo molekulo etanola (C2H5–OH) z molekulo vode H–O–H), ugotovimo, da je en

vodikov atom zamenjan z etilno (C2H5) skupino. Podobno kot pri vodi, reducira natrij vodik,

ki je v etanolu vezan na kisikov atom:

2 C2H5–OH(l) + 2 Na(s) 2 Na(C2H5O)(s) + H2(g)

14. Napiši protolitsko reakcijo, ki poteče v vodni raztopini natrijevega dekaoksotrifosfata (lahko

tudi dekaoksidotrifosfat).

Odgovor:

P3O105–

(aq) + H2O(l) HP3O104–

(aq) + OH–(aq)

15. Zapiši reakcijo elektrolize kalijevega bromida. Zapiši reakciji, ki pri elektrolizi potekata na

obeh elektrodah.

Odgovor:


5

2 KBr(aq) + 2 H2O(l) 2 KOH(aq) + H2(g) + Br2(l)

anoda: 2 Br–(aq) Br2(l) + 2 e

–

katoda: 2 H2O(l) + 2 e– H2(g) + 2 OH

–(aq)


6

1. V čem se razlikujeta BeO in MgO?

Odgovor:

Elementi 2. periode (od Li do F) se po fizikalnih in kemijskih lastnostih (diagonalne

lastnosti) znatno razlikujejo od elementov, ki so v posameznih skupinah pod njimi (od Na do

Cl). BeO oksid je nereaktiven in reagira z vodo šel pri 600 °C. MgO pa z vodo reagira že pri

nekoliko povišani temperaturi. BeO je amfoteren (topen v kislinah in bazah), MgO pa se

topi v kislinah.


prave produkt.

Pri vseh reaktantih in produktih zapiši agregatno stanje {(g), (l), (s), (aq)} in enačbe reakcij

uredi. Za vse produkte in reaktante zapiši vrsto vezi, ki povezujejo delce, ko je snov v

trdnem stanju.

MgO Mg(OH)2 MgCO3 CO2 Na2CO3

NaHCO3

Odgovor: MgO Mg(OH)2

MgO(s) + H2O(aq) Mg(OH)2(aq)

pri reakciji MgO z vodo nastane magnezijev oksid Mg(OH)2. V vodi je slabo topen.

za ostale reakcije: CO2(g); segrevanje; NaOH(aq); HCl

3. Dopolni in uredi, tako da bo rešitev smiselna in pravilna.

Be2+

Be(H2O)42+

Be(H2O)3(OH)+ (H2O)3 BeOBe(H2O)3

2+

Odgovor: Be2+

(aq) + 4 H2O(l) Be(H2O)42+

(aq)

Be(H2O)42+

(aq) + H2O(l) Be(H2O)3(OH)+ + H3O(aq)

+

2 Be(H2O)3(OH)+ (H2O)3Be–O–Be(H2O)3

2+ + H2O(l)

Be(H2O)42+

(aq) Be(H2O)3(OH)+ (H2O)3Be–O–Be(H2O)3

2+

2A skupina;zemeljskoalkalijske kovine


7

4. Molekula berilijevega klorida BeCl2 je elektronsko deficitarna. Kakšna bo struktura BeCl2,

da bodo imeli Be in Cl atomi okoli sebe oktet elektronov?

Tetraedri BeCl4 so med seboj povezani preko skupnih robov.

5. Zapiši kemijske reakcije raztapljanja apnenca v deževnici in izločanja kristalov kalcita v

kraških jamah (stalagmiti in stalaktiti).

Odgovor:

CaCO3(s) + CO2(aq) + H2O(l) Ca(HCO3)2(aq)

V deževnih kapljah se raztopi tolikšna (zadostna) količina ogljikovega dioksida CO2, da se

nekaj apnenca v deževnici raztopi. Nastane topen kalcijev hidrogenkarbonat, ki se zaradi

spremembe temperature v notranjosti kraških jam razkroji v karbonat in CO2 (Le Catelierov

princip). Koncentracije Ca(HCO3)2 so zelo nizke, proces izločanja kristalov kalcita pa

poteka izjemno počasi.

6. Naštej vsaj tri minerale, ki vsebujejo kalcij.

Odgovor:

fluorit CaF2, dolomit CaCO3∙MgCO3, kalcit CaCO3.

7. Napiši reakcijo nastanka kalcijevega dihidrogenfosfata in barijevega hidrogensulfata iz

ustreznih karbonatov.

Odgovor:

kalcijev hidrogenfosfat Ca(H2PO4)2

barijev hidrogensulfat Ba(HSO4)2

CaCO3(s) + 2 H3PO4(aq) Ca(H2PO4)2 + H2O(l) + CO2(g)

BaCO3(s) + 2 H2SO4(aq) Ba(HSO4)2 + H2O(l) + CO2(g)

Cl+

Be2-

Cl+

Cl

Cl

Be

Cl+

Be2-

Cl+

Cl+

Cl+

Be

Cl+

Be2-

Cl+

Cl+

Cl+

Be


8

8. Napiši reakcijo sežiga dietilmagnezija Mg(C2H5)2.

Odgovor:

Če spojine zgorijo pri visoki temperaturi in v prebitnem kisiku, običajno nastanejo obstojni

(stabilni) oksidi elementov, iz katerih je spojina sestavljena.

Mg(C2H5)2(s) + 7 O2(g) MgO(s) + 4 CO2(g) + 5 H2O(l)

9. Zapiši reakciji nastanka živega in gašenega apna ter reakcijo, zaradi katere začne po vgradnji

malta delovati kot vezivo.

Odgovor:

10. Napiši reakcijo magnezija z vročo vodo.

Odgovor:

Magnezij je manj reaktiven od »soseda na levi«, natrija. Natrij burno reagira z vodo že pri

sobni temperaturi, magnezij pa z vodo reagira šele pri povišanih temperaturah.

Mg(s) + 2 H2O(l) Mg(OH)2(aq) + H2(g)

CaCO3

CaO CO2+

Ca(OH)2

H2O H2O +

CO2

1000 °C


9

1. Katere elemente druži tim. diagonalna podobnost?

Odgovor:

2. Katere spojine B in Si so si v lastnostih podobne (diagonalna podobnost)?

Odgovor:

a) oksidi: B2O3 in SiO2 – oba sta »kisla«, se raztapljata (reagirata) z bazami

b) oba elementa tvorita hidride

c) podobnost med B in Si najdemo tudi pri oks(id)oboratih in oks(id)osilikatih

d) BCl3 in SiCl4 burno reagirata z vodo.

3. Kako pridobivajo nečist in kako čist bor?

Odgovor:

a) nečist bor pridobijo z reakcijo borovega oksida z magnezijem

B2O3(s) + 3 Mg(s) 2 B(s) + 3 MgO(s)

b) čist oksid pa z razkrojem borovega bromida BBr3 ali jodida BI3 na žareči volframovi

žički

2 BBr3(g) 2 B(s) + 3 Br2(g)

4. Iz kakšnih strukturnih enot je zgrajen element bor?

Odgovor:

Znanih je veliko alotropskih modifikacij bora,

vsem pa je skupno, da se na različne načine

med seboj povezujejo ikozaedri B12.

3A skupina

H

Li Be

K Mg

B C N O

A l Si P S


10

5. Zapiši urejene reakcije nastanka borove kisline z reakcijo med boraksom in klorovodikovo

kislino ter boraksom in fosforjevo kislino (privzemi, da nastane hidrogenfosfat).

Odgovor:

Pri reakcijah boraksa s kislinami nastanejo vedno natrijeve soli kislin.

a) Na2B4O7∙10H2O(aq) + 2 HCl(aq) 4 H3BO3(aq) + 2 NaCl(aq) + 5 H2O(l)

b) Na2B4O7∙10H2O(aq) + H3PO4(aq) 4 H3BO3(aq) + Na2HPO4(aq) + 5 H2O(l)

6. Skiciraj strukturo aniona B4O4(O)(OH)42–

v boraksu.

Odgovor:

7. Zapiši reakcijo protolize borove kisline. Kako bi v tem primeru opredelil vlogo borove

kisline in kako vlogo vode?

Odgovor:

B(OH)3(aq) + 2 H2O(l) B(OH)4 +

+

H3O+(aq)

B atom v B(OH)3 ima nezasedeno (prosto) orbitalo pravokotno na ravnino molekule

(denimo smer z). Molekula vode se pri reakciji razcepi na OH– in H

+ ion. OH

– ion donira


11

oktaedri AlF6

enega izmed svojih treh prostih elektronskih parov (PEP ali NEP) na O atomu v prosto z

orbitalo na B atomu, H+ pa se veže na sosednjo molekulo vode.

8. V čem se razlikujeta BF3 in AlF3?

Odgovor:

BF3 je hlapna molekulska spojina. V trdnem BF3 so molekule med seboj povezane izključno

z van der Waalsovimi silami. AlF3 ima ionsko zgradbo. Atomi F tvorijo kubično najgostejši

sklad (zlog). Na sliki levo: atomi F so na sredinah robov kocke, atomi Al pa v ogliščih

kocke; na sliki desno: oktaedri AlF6 so med seboj paroma povezani preko nasprotnih oglišč).

Atomi Al so obdani s 6 atomi F (v ogliščih oktaedra), atomi F pa z dvema atomoma Al (na

robovih kocke).

9. Kako lahko pripraviš AlBr3?

Odgovor:

AlBr3 je nestabilen, zato »dimerizira«; dve molekuli se povežeta v Al2Br6. Pripravimo ga

lahko na več načinov

a) 2 Al(s) + 3 Br2(l) 2 Al2Br6(s)

b) 2 Al(s) + 6 HBr(g) Al2Br6(s) + 3 H2(g)

c) Al2O3(s) + 3 C(s) + 3 Br2(g) Al2Br6(s) + 3 CO(g).

10. Poskusi zapisati produkte in enačbe reakcij uredi.

a) AlH3(s) + O2(l) …………

b) NaBH4(s) + O2(g) …………

c) Al(CH3)3(s) + O2(g) …………

d) Al2S3(s) + O2(g) …………

Odgovor:

a) AlH3(s) + O2(l) Al2O3(s) + H2O(l)


12

b) NaBH4(s) + O2(g) NaOH(s) + B2O3(s) + H2O(l)

c) Al(CH3)3(s) + O2(g) Al2O3(s) + CO2(g) + H2O(l)

d) Al2S3(s) + O2(g) Al2O3(s) + SO2(g)

4 9 → 4 6 b) 2 4→ 2 1 3 c) 2 1→ 1 6 9 d) 2 9 → 2 6

11. Napiši reakcije pridobivanja glinice (Al2O3) iz boksita po Bayerjevem postopku.

Odgovor:

Boksit je zmes AlO(OH), železovih oksidov in silicijevega dioksida. Rudo najprej obdelajo

z raztopino NaOH pri povišanem tlaku in temperaturi:

AlO(OH)(s) + 3 NaOH(aq) + H2O(l) Na3Al(OH)6(aq)

SiO2(s) + NaOH(aq) Na4SiO4(aq) + H2O(l)

Fe2O3(s) ostanejo neraztopljeni ali pa v obliki Fe2O3·xH2O

Fe2O3 odstranijo v usedalnikih, v očiščeno raztopino pa uvajajo plinasti CO2:

2 Na3Al(OH)6(aq) + 6 CO2(g) Al2O3(s) + 6 NaHCO3(aq) + 3 H2O(l)

Al2O3 se izloči, Na4SiO4 pa ostane raztopljen. Al2O3 dodajo kriolit Na3AlF6 zato, da znižajo

tališče taline. Pri elektrolizi taline se na grafitni anodi izloča kisik, ki z grafitom reagira v

CO2.

12. Navedi nekaj primerov uporabe aluminija.

Odgovor:

Aluminij se uporablja v letalski industriji (duraluminij: zlitina Zn, Mg, Mn, Si in Al), v

avtomobilski industriji, v gradbeništvu.

13. Na levi strani vsake izmed puščic zapiši poleg izhodiščnega reaktanta dodatne primerne

reaktante, tako da dobiš na desni strani puščice zapiši produkt. Pri vseh reaktantih in

produktih zapiši agregatno stanje {(g), (l), (s), (aq)} in enačbe reakcij uredi. Za vse produkte

in reaktante zapiši vrsto vezi, ki povezujejo delce, ko je snov v trdnem stanju. reaktantov in

produktov je lahko več.

Na2B4O7∙10H2O B(OH)3 B2O3 B BBr3

HBr

Odgovor:

v vodi: Na2B4O7∙10H2O(aq) + HCl(aq) B(OH)3(aq) + NaCl(aq) +

H2O(l)

segrevanje: 2 B(OH)3(aq) B2O3(s) + 3 H2O(l)

redukcija: B2O3(s) + 3 Mg(s) 2 B(s) + 3 MgO(s)

bromiranje: 2 B(s) + 3 Br2(l) 2 BBr3(l)


13

redukcija: 2 BBr3(l) + 3 H2(g) 2 B(s) + 6 HBr(g)

14. Kako bi lahko pojasnil strukturo najenostavnejšega v skupini spojin bora in vodika (borani)

in diborana B2H6?

Odgovor:

V molekuli B2H6 je skupo 2×3 + 6×1 = 12 valenčnih elektronov oziroma 6 valenčnih

elektronskih parov (VlEP) – premalo, da bi lahko med seboj povezali vseh 8 atomov. Zato si

atomi B in H »pomagajo« tako, da se elektronski par razprostre preko 3 atomov in ne preko

2, kot je to običajno pri kemijski vezi.


14

4A skupina

1. Katere alotropske modifikacije ogljika poznaš? Kakšne so njihove strukture? V čem se

razlikujejo?

Odgovor:

Znani sta dve naravni obliki ogljika: grafit in diamant. Tretja pomembna oblika,

pripravljena v laboratoriju, je fuleren C60.

a) grafit

zgradba gafita osnovna celica grafita

grafit je zgrajen iz vzporednih, druga proti drugi nekoliko zamaknjenih plasti. V posamezni

plasti so atomi ogljika povezani s σ vezmi. Pravokotno na plasti so usmerjene atomske 2pz

orbitale, ki se med seboj povezane v molekulske orbitale (MO); te se razprostirajo preko

celotne plasti. MO v plasti predstavljajo delno zaseden valenčni pas. Energijske rzlike med

posameznimi MO so neznatne, zato je grafit prevoden. Plasti grafita so povezane z van der

Waalsovimi silami.

b) diamant

zgradba diamanta osnovna celica diamanta


15

notranjost kristala diamanta je sestavljena iz tetraedrov, ki so med seboj povezani preko oglišč. V ogliščih in središču tetraedra so ogljikovi atomi, ki so med seboj povezani z enojnimi σ vezmi. Koti C–C–C so natanko 109°28″. Diamant je električni izolator, pač pa odlično prevaja toploto.

c) fuleren

molekula fulerena C60 osnovna celica fulerena C60 fuleren ima molekulsko zgradbo, sestavljeno iz molekul C60, ki imajo obliko nogometne

žoge (sestavljena iz 12 peterokotnikov in 20 šesterokotnikov). V kristalu fulerena so molekule C60 pakirane tako, da tvorijo kubično najgostejši sklad. V molekuli fulerena je red vezi med ena in dva, molekule fulerena pa do povezane z medmolekulskimi (van der Waalsovimi) silami.

2. Naštej vsaj pet spojin v neživi naravi, ki vsebujejo ogljik.

Odgovor: kalcit (CaCO3), aragonit (CaCO3), magnezit (MgCO3), dolomit (CaCO3·MgCO3), ogljikov

dioksid (CO2)

3. Kakšni pogoji so potrebni, da nastane iz grafita diamant? Odgovor: diamant ima kar 57% višjo gostoto od grafita (3,52 g/cm

3 oziroma 2,26 g/cm

3). To pomeni,

da ista količina diamanta zavzame 36% manjšo prostornino. Zato utegne biti na mestu razmislek, da bi pretvorba lahko potekla pri močno povišanem tlaku. Pri sobni temperaturi in povišanem tlaku poteka pretvorba prepočasi, zato je treba grafit segreti nad 1500 °C in uporabiti tlak, višji od 50.000 bar.

4. Napiši reakcije pridobivanja nečistega in čistega silicija.

Odgovor:

a) SiO2(s) + 2 C(s) Si(s) + 2 CO(g) b) Si(s) + 2 Cl2(g) SiCl4(l) SiCl4(l) + 2 Mg(s) Si(s) + 2 MgCl2(s)

Po reakciji z magnezijem nečist silicij pomešajo z vročo vodo. Magnezij z vodo reagira in nastane Mg(OH)2. MgCl2 se v vodi raztopi. Ob dodatku kisline se raztopi tudi Mg(OH)2. Prestane čisti silicij.


16

5. V čem se bron razlikuje od medenine? Odgovor: Bron je zlitina bakra in kositra, medenina pa bakra in cinka.

6. Naštej nekaj primerov uporabe grafita, diamanta, silicija, germanija, kositra in svinca. a) grafit: različne elektrode (baterije in elektroliza) b) diamant: nakit,brusilna in rezalna orodja c) silicij: polprevodniška industrija, tranzistorji, vezja, čipi d) germanij: polprevodniška industrija e) kositer: tanke prevleke notranjosti pločevink f) svinec: elektrode v svinčevih akumulatorjih

7. Poskusi zapisati produkte in enačbe uredi.

a) SiC(s) + O2(g) …………… b) Si(CH3)4(s) + O2(g) …………… c) CaC2(s) + H2O(l) …………… d) Al3C4(s) + H2O(l) ……………

Odgovor: Kadarkoli reagira snov s kisikom (sežig, gorenje), nastanejo stabilnejši oksidi elementov iz katerih je spojina, ki v kisiku gori, sestavljena a) SiC(s) + 2 O2(g) SiO2(s) + CO2(g) Si(CH3)4(s) + 8 O2(g) SiO2(s) + 4 CO2(g) + 6 H2O(g) Pri reakciji karbidov z vodo nastanejo ogljikovodiki. b) CaC2(s) + 2 H2O(l) Ca(OH)2 + C2H2(g) ali C2

2– + 2 H2O 2 OH

– + C2H2

c) Al3C4(s) + 12 H2O(l) 4 Al(OH)3(g) + 3 CH4(g) ali C

4– + 4 H2O 4 OH

– + CH4.

8. Kako lahko strukturno opredeliš otočaste silikate?

Odgovor: Otočastim silikatom je skupno to, da so sestavljeni iz različnih, končno velikih anionov. Delimo jih v ortosilikate (so strukturno najenostavnejši), disiliakte, trisilikate in heksasilikate:

ortosilikati disilikati trisilikati heksasilikati SiO4

4– Si2O7

6– Si3O9

6– Si6O18

12–


17

9. Nek otočast trisilikat je zgrajen iz anionov (glej sliko) ter K+ in Ca

2+ kationov. Zapiši vsaj

dve enostavni formuli tega silikata.

Odgovor: Formula otočastega trisilikata je Si3O9, naboj aniona pa je 3∙(+4) + 9∙(–2) = –6, torej Si3O9

6–. Števili K

+ (x) in število Ca

2+ ionov (y) morata biti takšni, da bo skupni naboj

kationov enak +6. Torej, x(+1) + y(+2) = +6. Rešitve morajo biti celoštevilčna (naravna) števila, zato je število rešitev omejeno (diofantske enačbe):

Možni sta samo dve sestavi (formuli): K4Ca(Si3O9) in K2Ca2(Si3O9).

10. Kakšen je strukturni motiv pri verižnih silikatih?

Odgovor: Med verižnimi silikati sta najbolj razširjeni pirokseni (enojne »cik-cak« in poravnane verige) ter amfiboli (dvojne »cik-cak« in poravnane verige). pirokseni amfiboli

x K+ y Ca

2+ ∑

1 1 +3 2 1 +4 3 1 +5 4 1 +6 1 2 +5 2 2 +6


18

11. Dopolni formule (alumo)silikatov tako, da bo njihova sestava smiselna (pomagaj si s

periodnim sistemom) e) BaTi(SixO9) f) K(AlSi3Ox) g) Ca2Mgx(Si4O11)(OH)2 h) Mgx(Si2O5)2(OH)2

Odgovor:

a) 3; b) 8; c) 2; d) 3


prave produkte. Pri vseh reaktantih in produktih zapiši agregatno stanje {(g), (l), (s), (aq)} in

enačbe reakcij uredi. Za vse produkte in reaktante zapiši vrsto vezi, ki povezujejo delce, ko

je snov v trdnem stanju.

Si SiC SiO2 Si SiCl4 Si

SiF4

Odgovor: Si(s) + C(s) SiC(s) silicijev karbid (karborund) SiC(s) + 2 O2(g) SiO2(s) + CO2(g) SiO2(s) + 2 C(s) Si(s) + 2 CO(g) Si(s) + 2 Cl2(g) SiCl4(l) SiCl4(l) + 2 Mg(s) Si(s) + 2 MgCl2(s) Si(s) kovalentna vez C(s)/grafit kovalentna + kovinska + van der Waalsova vez (ali medmolekulska vez) SiC(s) kovalentna (podobno kot v diamantu, siliciju in germaniju) O2(g) van der Waalsova vez (disperzijske sile) CO2(g) van der Waalsova vez (disperzijske sile) SiO2(s) kovalentna vez –Si –O–Si–O– SiCl4(l) van der Waalsova vez (disperzijske sile) Mg(s) kovinske MgCl2(s) ionske

13. Kakšne spojine nastanejo, če reagira etan s prebitnim klorom?

Odgovor: Pri reakciji etana s prebitnim klorom se lahko zamenjajo vsi vodikovi atomi. Nastanejo spojine s splošno formulo C2H6–xClx, torej 6 različnih kloridov. Pri di, tri in tetrakloridih pa še izomere: pri dikloroetanu 1,1- ali 1,2-dikloroetan, pri trikloroetanu 1,1,1- ali 1,1,2-trikloroetan, pri tetra… 1,1,1,2- in 1,1,2,2-trikloro…, skupno torej 10 različnih spojin.

14.Kako pridobimo zelo čist nikelj?

Odgovor: Nečisti nikelj reagirajo z ogljikovim oksidom CO. Nastane plinasti nikljev tetrakarbonil Ni(CO)4, ki se pri višjih temperaturah (∼ 200 °C) razkroji nazaj na Ni in CO.

Ni(s/nečist) + 4 CO(g) Ni(CO)4(g) → Ni(s/čist) + 4 CO(g)


19

15. Kako pridobivajo kalcijev karbid in kalcijev cianamid? Za kaj se uporabljata?

Odgovor:

CaC2 nastane pri visoki temperaturi pri reakciji karbonata in ogljika: CaCO3(s) + 3 C(s) CaC2(s) + CO(g) Pri učinkovanju vode na karbid nastane acetilen CaC2(s) + 2 H2O(l) C2H2(g) + Ca(OH)2(s)

CaCN2 pa pridobijo z reakcijo karbida z dušikom pri temperaturah, višjih od 1000 °C: CaC2(s) + N2(g) CaCN2(s) + C(s)

Pri reakciji cianamida z vodo nastane sečnina:

CaCN2(s) + 3 H2O(l) Ca(OH)2(s) + H2N–CO–NH2(s)

16. Ali poznaš kakšne zvrsti, ki so cianamidnemu ionu sorodni?

Odgovor: CN2

2– anion ima 1×4 + 2×5 + 2 = 16 elektronov. Cianamidi ion sodi v skupino

izoelektronskih zvrsti, ki so ioni NCO–, N3

– in NO2

+ ter molekuli CO2 in N2.

C NN C NO N OO

C OO N ONN NN+ +

+


20

P P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

PP

P

P

P

P

P

P

P

P

HH

H

H

H

H

H H

H

H

H

H

H

HHH

1. Katere alotropske modifikacije (pojavne oblike) fosforja poznaš in kakšna je njihova

zgradba?

Odgovor: Znane so naslednje oblike fosforja: beli, rdeči, vijolični in črni. Vsem strukturam je skupno, da je vsak atom fosforja povezan s tremi sosedi z enojno vezjo

in da ima vsak atom en nevezni elektronski par.

a) beli fosfor

b) rdeči fosfor

a) črni fosfor

5A skupina

P

P

P

P

HP

P

H

P

P

P

P

P

P

P

H

P

P

P

P

H

H

H

P P

P

H

H

HH


21

2. Sta dve kovini, ki na vlažnem zraku reagirata pri sobni temperaturi z dušikom. Kateri sta ti dve kovini in kakšni spojini pri reakciji nastaneta? Odgovor: Kovini sta litij in magnezij; pri reakciji nastaneta nitrida:

6 Li(s) + N2(g) 2 Li3N(s) 3 Mg(s) + N2(g) Mg3N2(s)

3. Primerjaj molekuli amonijaka NH3 in fosfana PH3. Nariši njuni Lewisovi strukturi in

napovej njuni obliki (zgradbi oziroma strukturi).

Odgovor: 1 N 1×5 = 5 3 H 3×1 = 3 skupno 8 elektronov 4 lep

Ker je N atom obdan s 3 veznimi in enim naveznim elektronskim parom, torej skupno 4 strukturnimi pari, bodo ti v prostoru porazdeljeni pod tetraedrskimi koti 109,5°. Enako velja za molekulo PH3. Zaradi odboja med prostim in neveznimi elektronskimi pari, se koti H–N–H in H–P–H zmanjšajo na 108° oziroma na 94°. Ker je atom P večji od atoma N, je razdalja P–H (1,42 Å) daljša od razdalje N–H (1,02 Å).

4. Napiši reakcije pridobivanja amonijaka in fosfana. Zakaj sta pri pridobivanju amonijaka

potrebna visoka temperatura in visok tlak? Odgovor:

Amonijak pridobivajo z reakcijo dušika z vodikom

N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g)

Pri višji temperaturi poteka reakcija resda hitreje, toda ravnotežje je pomaknjeno v smeri nastanka reaktantov, zato je delež amonijaka bistveno nižji kot pri sobni temperaturi. LeChatelierov princip pravi, da se pri povišanem tlaku ravnotežje pomakne na tisto stran, kjer nastane manjša množina plinastih produktov – torej v smeri nastanka NH3 (t = 400° C, P = 200 bar). Da bi reakcija potekala še hitreje, uporabljajo katalizator (zmes Fe2O3, Al2O3, KOH).

N

H

H

H


22

5. Kako nastane fosfan PH3?

Odgovor:

Fosfan nastaja pri raztapljanju belega fosforja v vodnih raztopinah močnih baz (NaOH, Ba(OH)2 itd.). Pri reakciji (odvisno od pogojev) nastane zmes fosfinata (H2PO2

–) in

fosfonata (HPO32–

)

3 NaOH(aq) + P4(s) + 3 H2O(l) 3 NaH2PO2(aq) + PH3(g)

4 NaOH(aq) + P4(s) + 2 H2O(l) 2 Na2HPO3(aq) + 2 PH3(g)

6. Zapiši in uredi reakcije pridobivanja fosforja iz Ca5(PO4)3(OH) (hidroksiapatita) ter iz

Ca5(PO4)3Cl (kloroapatita).

Odgovor: 4 Ca5(PO4)3(OH)(s) + 20 SiO2(s) + 30 C(s) 20 CaSiO3(s) + 3 P4(s) + 2 H2O(g) + 30 CO(g)

4 Ca5(PO4)3Cl(s) + 18 SiO2(s) + 30 C(s) 18 CaSiO3(s) + 2 CaCl2(s) + 3 P4(s) + 30 CO(g)

7. Za kaj vse se uporablja fosfatno rudo?

Odgovor:

– za pridobivanje fosforja

– za pridobivanje nečiste in čiste fosforjeve kisline

– za pridobivanje gnojil.

8. Hidrazin N2H4 pridobivajo z oksidacijo amonijaka v vodnih raztopinah. Za oksidacijo

uporabljajo natrijev hipoklorit NaClO. Kako bi potekla reakcija oksidacije s kloritom? Odgovor: Reakcija z NaClO:

2 NH3(aq) + NaClO(aq) N2H4(aq) + NaCl(aq) + H2O(l)

Poleg hidrazina nastanejo stabilni produkti NaCl in H2O. Podobno bi potekla reakcija tudi s kloritom NaClO2:

4 NH3(aq) + NaClO2(aq) 2 N2H4(aq) + NaCl(aq) + 2 H2O(l)

9. Nariši Lewisove strukture (medsebojne lege atomov in lego veznih in neveznih

elektronskih parih) treh pomembnih spojin dušika in vodika, njihove geometrijske

strukture (prostorsko razporeditev atomov). Zapiši tudi njihova imena. Odgovor:

Spojine dušika in vodika so:

– amonijak NH3 (glej vprašanje 3.)

– hidrazin N2H4

– vodikov azid HN3 N2H4 [2×5 + 4×1]/2 = 7 VlEP


23

HN3 [1×1 + 3×5]/2 = 8 VlEP

10. Nariši Lewisove strukture dušikovih oksidov in njihove geometrijske strukture. Zapiši

tudi njihova imena. Odgovor: pomembnejših spojin dušika in kisika (dušikovih oksidov) je 6:

– didušikov oksid ali dušikov(I) oksid N2O

– dušikov oksid ali dušikov(II) oksid NO

– didušikov trioksid ali didušikov(III) oksid N2O3

– dušikov dioksid ali dušikov(IV) oksid NO2

– didušikov tetraoksid ali didušikov(IV) oksid N2O

– didušikov pentaoksid ali didušikov(V) oksid N2O5

N2O [2×5 + 1×6]/2 = 8 VlEP

NO [1×5 + 1×6]/2 = 5,5 VlEP 5 VlEP + 1 samski elektron (zaradi samskega elektrona je spojina paramagnetna) N2O3 [2×5 + 3×6]/2 = 14 VlEP

+N ON

N O

NN

O

O

O+

N N

H

H

H

H

+N NNH


24

NO2 [1×5 + 2×6]/2 = 8,5 VlEP 8 VlEP + 1 samski elektron (zaradi samskega elektrona je spojina paramagnetna) N2O4 [2×5 + 4×6]/2 = 17 VlEP N2O5 [2×5 + 5×6]/2 = 20 VlEP

11. Napiši vsaj po eno enačbo pridobivanja vseh dušikovih oksidov. Odgovor:

N2O NH4NO3(aq) N2O(g) + 2 H2O(l) NO 4 NH3(g) + 5 O2(g) 4 NO(g) + 6 H2O(g) [kat. Pt/1200 °C] N2O3 NO(g) + NO2(g) N2O3(l) NO2 2 NO(g) + O2(g) 2 NO2(g) N2O4 2 NO2(g) N2O4(g) N2O5 12 HNO3(l) + P4O10(s) 6 N2O5(g) + 4 H3PO4(l)

NOO

NN

O

O

O

O

++

NN

O

O

O

O

++ O


25

12. Kateri izmed dušikovih oksidov so obarvani in kateri niso strupeni? Odgovor: NO2 je rjave barve, N2O3 pa modre. Strupen ni edinole N2O (smejalni plin; v zmesi s

kisikom ga v bolnišnicah uporabljajo za anestezijo).

13. Zapiši enačbe pridobivanja dušikove(V) kisline po postopku »katalitičnega sežiga po

Ostwaldu«. Odgovor:

katalitični sežig amonijaka pri 1200 °C (glej reakcijo 2/naloga 10) oksidacija NO s kisikom do NO2 (glej reakcijo 3/naloga 10) reakcija NO2 z vodo

3 NO2(g) + H2O(l) 2 HNO3(aq) + NO(g)

Nastali NO se s kisikom ponovno oksidira do NO2 in proces se ponovi.

14. Nariši Lewisovo strukturo dušikovE kisline in njeno (geometrijsko) strukturo. Odgovor: [1×1 + 1×5 + 3×6]/2 = 12 VlEP

15. Napiši reakcijo nastanka dušikaste kisline. Odgovor:

N2O3(l) + H2O(l) 2 HNO2(aq)

16. Nariši Lewisovo strukturo dušikove kisline in njeno strukturo. Odgovor: [1×1 + 1×5 + 2×6]/2 = 9 VlEP

NO

O

O

H+

NOH

O


26

17. Nitriti in nitrati so močni oksidanti. Napiši reakcije razkroja amonijevega nitrata in amonijevega nitrita v vodni raztopini in reakcijo nastanka produktov pri eksploziji amonijevega nitrata.

Odgovor: Pri segrevanju raztopin amonijevega nitrata NH4NO3 in amonijevega nitrita NH4NO2

nastaneta stabilni snovi N2O in N2:

NH4NO3(aq) (glej reakcijo 1/naloga 10.)

NH4NO2(aq) N2(g) + 2 H2O(l)

Pri eksploziji NH4NO3 pa nastane (preostane) tudi kisik:

2 NH4NO3(aq) 2 N2(g) + O2(g) + 4 H2O(g)

18. Dušikova kislina (več kot 50%) je močan oksidant, zato raztaplja tudi kovine, ki se v kislinah sicer ne topijo. Pri reakciji pa ne nastaja vodik, pač pa, odvisno od pogojev raztapljanja (temperatura in koncentracija HNO3), dušikova oksida NO in NO2. Napiši reakciji raztapljanja bakra in srebra v HNO3. Pri raztapljanju srebra nastane NO, pri bakru pa NO2.

Odgovor:

Ag(s) + 4 HNO3(aq) 3 AgNO3(aq) + NO(g) + 2 H2O(l)

Cu(s) + 4 HNO3(aq) Cu(NO3)2(aq) + 2 NO2(g) + 2 H2O(l)

19. Napiši reakciji nastanka obeh fosforjevih oksidov iz fosforja. Odgovor: če kisika ni dovolj, nastane pri gorenju fosforja tetrafosforjev heksaoksid

P4(s) + 3 O2(g) P4O6(s)

v prebitnem kisiku pa terafosforjev dekaoksid

P4(s) + 5 O2(g) P4O10(s)

20. Nariši Lewisove strukture in strukture (obliko) fosforjevih oksidov Odgovor: P4O6

O

P

P

PP

O

O

O

O

O

O

P

P

P

P

O

OO

O

O


27

P4O10

21. Zapiši in uredi enačbe reakcij nastanka fosfonaste in fosforjeve kisline iz njunih anhidridov.

Odgovor:

kisli anhidridi so oksidi, ki pri reakciji z vodo reagirajo v kisline. Anhidrida fosforjeve(III)

in fosforjeve(V) kisline sta P4O6 in P4O10.

H3PO3

P4O6(s) + 6 H2O(g) 4 H3PO3(aq)

H3PO4

P4O10(s) + 6 H2O(g) 4 H3PO4(aq)

22. Nariši Lewisove strukture fosfinske, fosfonske in fosforjeve kisline. Nariši tudi njihove

strukture.

Odgovor:

Za vse tri kisline je značilno, da imajo

– tetraedrsko strukturo (P je v sredini tetraedra)

– 1 O atom je z dvojno vezjo vezan na P atom

– disociirajo (odcepijo se) lahko le tisti H atomi, ki so vezani na kisik. Če so vezani

neposredno na P atom, nimajo »kislih lastnosti«

O

P

P P

PO

O

O O

O

O

OO

O

O

P

P

P

P

O

OO

O

O

O

O

O

O


28

P

O

O H

O

H

OH P

O

O H

O

H

H P

O

O H

H

H

Lewisove strukture Struktura (zgradba, oblika) molekul

H3PO4 H3PO3 H3PO2

fosforjeva kislina fosfonska kislina fosforjeva(I) kisl.

23. Kako fosforjeve kisline disociirajo in kakšne vrste soli lahko tvorijo?

Odgovor:

H3PO4

H3PO4(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + H2PO4

–(aq)

H2PO4–(aq) + H2O(l) H3O

+(aq) + HPO4

2–(aq)

HPO42–

(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + PO4

3–(aq)

Soli fosforjeve kisline so dihidrogenfosfati, hidrogenfosfati in fosfati.

H3PO3


–(aq)

H2PO3–(aq) + H2O(l) H3O

+(aq) + HPO3

2–(aq)

Soli fosfonske kisline so hidrogenfosfonati, fosfonati

H3PO2


–(aq)

Soli fosfinske kisline so fosfinati.


29

P

O

OH OH

OH

P

O

OH OH

OH

P

O

OH OH

OH

P

O

OH O

OH

P

O

OH

O P

O

OH

OH + 2 H2O

P

O

OH OH

OH

P

O

OH OH

OH

P

O

OH O

OH

P

O

OH

OH + H2O

24. Naštej nekaj primerov polifosforjevih kislin. Napiši njihove Lewisove strukture in nariši njihovo zgradbo. Kakšna je splošna formula za verižne fosfate in kakšna za obročaste (ciklične)?

Odgovor: molekule fosforjeve kisline ali njene ionizirane oblike se lahko vežejo v obroče ali verige.

Pri reakciji (kondenzaciji) nastanejo verižni, katena-polifosfati in voda. Tudi za polifosfate velja: – da je na P atom vedno vezan 1 O atom z dvojno vezjo – tetraedri PO4 so v obroče ali verige povezani preko skupnih oglišč (»kisikovih mostov«)

Verižni polifosfati (nastanek H4P2O7 in H5P3O10) H4P2O7 H5P3O10


30

P

O

P

O

O

P

O

OH

O OH

O

OH

+ 3 H2O

P

O

OHOH

OH

P

O

OH

OHOH

POOH

OH

OH

Obročasti, ciklo-polifosfati (nastanek H3P3O9) H3P3O9 Splošno formulo verižnih in obročastih polifosfatov določimo takole:

– verižni; vsakemu atomu znotraj verige pripada en kisik z dvojno vezjo, en »mostovni« kisik ter ena OH skupina. P atomoma na koncih verige pa skupno še en H in ena OH skupina; če je število atomov n, potem velja [PO2(OH)]n(OH)H oziroma [PO3H)]nOH2 ali Hn+2PnO3n+1.

– obročasti; vsakemu P atomu pripadata po dva atoma O in ena OH skupina; formula je (PO2(OH))n ali (HPO3)n oziroma HnPnO3n.

25. Naštej nekaj uporabnih fosfatov. Odgovor: Uporabni fosfati so:

– Na3PO4 v čistilnih praških – Na2HPO4 v prehrambeni industriji (pasterizacija) – Na(H2PO4)2∙H2O v pecilnih praških – CaHPO4 v zobnih pastah – zmes CaSO4 in Ca(H2PO4)2 gnojilo superfosfat

26. Kakšne značilne okside As, Sb in Bi poznaš?

Odgovor:

Strukturno so oksidi podobni oksidom fosforja(V), le pri bizmutu je stabilen stabilnejši bizmutov(III) oksid. – As As4O6 in As4O10 – Sb Sb4O6 in Sb4O10 – Bi Bi2O3


31

27. Za kaj se uporablja Marshov test? Kako Marshov test »deluje«? Odgovor: Za dokaz sledov arzena v vzorcih (tkivih).

Zn se raztaplja v HCl. Pri raztapljanju nastane tudi atomni (nascentni) vodik, ki reducira arzenove soli do AsH3. Ta potuje po cevki skupaj z nosilnim plinom vodikom in se na vročem delu cevke, ki jo grejemo s plamenom gorilnika, razkroji na vodik in arzen. Izločeni arzen na hladnejših delih cevke opazimo zaradi temne barve.


32

6A skupina

OO

1. Katere alotropske modifikacije kisika poznaš? Napiši Lewisovi strukturi obeh modifikacij in

njuno geometrijo.

Odgovor: Alotropski modifikaciji kisika sta dve: kisik (tudi dikisik) O2, in ozon O3.

Kisik O2: 2×6/2 = 6 VlEP. Ozon O3: 3×6/2 = 9 VlEP.

2. Kje v naravi naletimo na elementarni kisik in kod vse je kisik vezan v spojinah? Od kod

kisik v zraku?

Odgovor: Kisika je v zemeljski atmosferi 21%, ozon pa je porazdeljen visoko v stratosferi na višinah med 15 do 50 km. Če bi ves ozon lahko strnili v lupino, ki bi obdajala Zemljo, bi bila pri tlaku 1 bar ta debela le 1 do 2 mm). V spojinah je kisik vezan v okso-spojinah (po novem tudi okso-spojinah; karbonatih, sulfatih, oksidih, nitratih, največ pa v silikatih in alumosilikatih). Ogromno kisika je vezanega v vodi (∼ 1,5·10

18 t).

Delež kisika v zraku je v nekaj zadnjih sto milijonih let narasel na skoraj 1/5. Nastajal je in še vedno nastaja pri fotosintezi v zelenih delih rastlin:

n CO2(g) + m H2O(g) Cn(H2O)m(s) + n O2(g)

3. Kako pridobivajo kisik industrijsko in kako laboratorijsko?

Odgovor: Ogromne količine kisika pridobivajo izključno s frakcionirno destilacijo utekočinjenega zraka. V laboratoriju se običajno uporablja kisik, ki je shranjen v jeklenkah pri tlakih do 200 bar. Nastane pa tudi pri različnih reakcijah:

a) segrevanje KClO3: 2 KClO3(s) → 2 KCl(s) + 3 O2(g)

b) pri reakciji med KMnO4 in H2O2:

2 KMnO4(aq) + 5 H2O2(aq) + 3 H2SO4(aq) K2SO4(aq) +

2 MnSO4(aq) + 3 H2O(l) + 5 O2(g)

OO

O

OO

O

OO

O


33

c) pri razpadu vodikovega peroksida H2O2:

2 H2O2(aq) 2 H2O(l) + O2(g)

d) pri reakciji s kalijevim superoksidom:

4 KO2(s) + 4 CO2(g) + 2 H2O(g) 4 KHCO3(s) + 3 O2(g)

4. Kakšne oblike žvepla poznaš? V čem se ortorombsko žveplo razlikuje od monoklinskega?

Nariši Lewisovo strukturo molekule žvepla in skiciraj njeno obliko?

Odgovor: V naravi se trdno žveplo nahaja v okolici (aktivnih) vulkanov ter v pod površino v plasteh

(največ v ZDA). Obe kristalni modifikaciji žvepla se razlikujeta le po medsebojni razporeditvi obročev S8 v kristalni strukturi. Kemijske lastnosti obeh modifikacij so, drugače kot pri kisiku (O2 in O3), popolnoma enake. Precej ga je vezanega tudi v H2S (lahko tudi do 80% , primešan je tudi nafti).

5. Naštej nekaj mineralov, v katerih je vezano tudi žveplo.

Odgovor:

a) sulfidi: pirit FeS2, halkopirit CuFeS2, pirotin FeS, cinkova svetlica ZnS, vurcit ZnS,

cinabarit HgS, galenit PbS

b) oksosoli (sulfati): sadra CaSO4∙2H2O, barit (težec) BaSO4

8. Kako pridobivajo ozon in za kaj se uporablja?

Odgovor: Ozon pridobivajo z razelektritvijo v ozonizatorjih. Uporabljajo ga pretežno za sterilizacijo vode in zraka.

9. Kako pridobivajo žveplo?

Odgovor: Največ žvepla pridobijo z oksidacijo vodikovega sulfida H2S (v zemeljskem plinu in nafti):

8 H2S(g) + 8 O2(g) S8(s) + 8 H2O(l)

Precej elementarnega žvepla se nabere tudi v okolici vulkanov (Islandija, Etna). Včasih so to

žveplo uporabljali za pripravo smodnika.

S

S

S

S

S

S

S

S


34

OO

HH

Elementarno žveplo, ki se nahaja v plasteh pod zemeljsko površino, spravijo na površje s Frashovim postopkom. Sistem treh cevi zavrtajo v ležišče žvepla. Po zunanji cevi vodijo pregreto vodo (170 °C), ki žveplo raztali. Skozi notranjo cev vodijo pri povišanem tlaku vroč zrak, ki raztaljeno žveplo potiska na površino skozi notranjo cev.

10. Kje se nahaja selen in kako ga pridobijo?

Odgovor: vezan s srebrom se nahaja, v bakrovih in arzenovih rudah. Najprej srebrov selenid Ag2Se pri povišani temperaturi obdelajo na zraku s sodo, nato pa izločen selenat(IV) reducirajo z žveplovim dioksidom:

Ag2Se(s) + Na2CO3(s) + O2(g)

Na2SeO3(s) + 2 Ag(s) + CO2(g)

Na2SeO3(s) + 2 SO2(g) + H2O(l) Se(s) + Na2SO4(aq) + H2SO4(aq)

11. Kako lahko razvrstiš okside? V vsaki skupini naštej vsaj dva.

Odgovor: razvrstimo jih lahko na:

a) kisle (nekovinski); B2O3, CO2, N2O5, SO3, …

b) bazične (kovinski); Na2O, CaO, BaO,…

c) amfoterne; ZnO, BeO,Al2O3,

d) nevtralne; NO, N2O,CO, …

12. Nariši Lewisovo strukturo in strukturo (geometrijo) vodikovega peroksida.

Odgovor: (2×1 + 2×6)/2 = 7 VlEP.

13. Naštej vsaj dva postopka pridobivanja vodikovega peroksida.


35

Odgovor: a) H2O2 so včasih pridobivali z učinkovanje žveplove kisline na barijev peroksid BaO2. Z destilacijo razredčen raztopine so priparvili bolj kocentrirano raztopino peroksida.

BaO2(s) + H2SO4(aq) BaSO4(s) + H2O2(aq)

b) »izopropanolni« postopek:

c) »antrakinonski« postopek

14. Katere spojine žvepla z vodikom poznaš? Kako jih pridobijo? Odgovor: a) vodikov sulfid H2S.

nastane lahko direktno iz elementov; 8 H2(g) + S8(s) → 8 H2S(g) pri učinkovanju kislin na sulfide. Reakcijo lahko splošno zapišemo takole

S

2– + 2 H3O

+(aq) H2S(g) + 2 H2O(l)

če pa reagira denimo železov sulfid s klorovodikovo kislino, velja

FeS(s) + 2 HCl(aq) H2S(g) + FeCl2(aq)

b) polisulfani, H2Sn. Najprej poteče reakcija med natrijevim sulfidom Na2S in žveplom

8 Na2S(aq) + (n-1) S8(s) 8 Na2Sn(s)

Nato Na2Sn reagira s koncentrirano HCl

Na2Sn(s) + 2 HCl(aq) H2Sn(l) + 2 NaCl(aq)

15. Napiši reakciji protolize, ki poteče v vodni raztopini vodikovega sulfida. 1. stopnja

H2S(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + HS

–(aq)

2. stopnja HS

–(aq) + H2O(l) H3O

+(aq) + S

2–(aq)

CH3

CH

CH3

OHO2(g)

H2(g)

CH3

C

CH3

O + H2O2

OH

OH

H O2(g)

H2(g)

O

O

H

+ H2O2


36

16. Kateri oksidi žvepla so najpomembnejši? Nariši njihove Lewisove strukture in njihovo

geometrijo.

Odgovor: Pomembna sta dva oksida žvepla, žveplov dioksid SO2 in žveplov trioksid SO3.

a) SO2: (1×6 + 2×6)/2 = 9 VlEP. Strukture so enake kot pri ozonu (naloga 1/tudi tam 9

VlEP).

Ker pa za S velja razširjeno oktetno pravilo, lahko Lewisovo strukturo zapišemo tudi

b)

i. plinasti SO3: (1×6 + 3×6)/2 = 12 VlEP.

ii. trdni SO3 α in β obliki imata verižno zgradbo

SO

O

SO

O

SO

O

SO

O

S

O

O O

S

O

O

O

O S

O

O

O S

O

O

OH H


37

– γ je cikličin trimer (SO3)3

– Napiši vsaj dve reakciji nastanka žveplovega dioksida SO2. – Odgovor: – pri reakciji gorenja (oksidacije) žvepla

– S8(s) + 8 O2(g) 8 SO2(g) – pri reakciji sulfidov (npr. sulfidnih rud) s kisikom (praženje rud)

– 2 HgS(s) + 3 O2(g) 2 HgO(s) + 2 SO2(g) – 4 FeS2(s) + 11 O2(g) 2 Fe2O3(s) + 8 SO2(g)

– SO2 je reducent. Zapiši in uredi reakcijo, ki poteka s kalijevim permanganatom v vodni

raztopini. – Odgovor:

– 2 KMnO4(aq) + 5 SO2(aq) + 2 H2O(l) K2SO4(aq) + 2 MnSO4(aq) + 2

H2SO4(l) – Naštej tiste žveplove oksokisline, ki so znane v čisti obliki. – Odgovor: – H2SO4 žveplova kislina – H2S2O7 dižveplova kislina – H2SO5 peroksožveplova kislina – H2S2O8 peroksodižveplova kislina

– Napiši Lewisovi strukturi žveplove in peroksožveplove kisline – Odgovor: – H2SO4 (2×1 + 1×6 + 4×6)/2 = 16 VlEP

S

O

S

O

O

S

O

O

O O

O

O

S

O

O

O

O

H

H


38

c) H2SO5 (2×1 + 1×6 + 5×6)/2 = 19 VlEP

17. Napiši Lewisovi strukturi dižveplove in peroksodižveplove kisline

Odgovor:

a) H2S2O7 (2×1 + 2×6 + 7×6)/2 = 28 VlEP

b) H2S2O8 (2×1 + 2×6 + 8×6)/2 = 31 VlEP

S

O

O

O

O

H

O H

S

O

O

O

O

H

S

O

O

O

H

S

O

O

O

O

H

S

O

O

O

H

O


39

S

O

SH4

O

O

H

H

18. Kako industrijsko pridobivajo žveplovo kislino? Odgovor:

a) kontaktni postopek; SO2 ob prisotnosti katalizatorja (V2O5) s kisikom oksidirajo do

SO3.

2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g)

SO3 z vodo reagira zelo počasi, zato bi bilo pridobivanje H2SO4 na ta način prepočasno. SO3 raztopijo v H2SO4, dižveplovo kislino, ki pri tem nastane, pa reagira z vodo.

SO3(g) + H2SO4(l) H2S2O7(l) H2S2O7(l) + H2O(l) 2 H2SO4(l)

b) stolpni postopek (ni več v uporabi). Kot neke vrste katalizator pri tem postopku¸

uporabljajo nitrozne pline (zmes dušikove in žveplove kisline), ki oksidira SO2 do SO3.

19. V čem se razlikuje struktura žveplove kisline H2SO4 od tiožveplove kisline H2S2O3?

Odgovor: Razlika je v tem, da je pri H2S2O3 en kisikov atom nadomeščen z žveplovim. H2S2O3 v čisti obliki ni znana. Poznane pa so njene soli, na primer natrijev tiosulfat Na2S2O3.

V2O5

S

O

O

O

O

H

H


40

S SF F

S S

F

F

20. Kako iz tiosulfatnega iona S2O32–

nastane tetrationatni S4O62–

? Odgovor: Dva tiosulfatna iona se povežeta preko dveh terminalnih (obrobnih) atomov žvepla. Nastane veriga iz 4 atomov S. Tetrationat nastane pri reakciji tiosulfata z jodom:

2 Na2S2O3(aq) + I2(aq) Na2S4O6(aq) + 2 NaI(aq)

21. Kakšni sta lahko obliki molekul dižveplovega difluorida? Nariši tudi njuni Lewisovi

strukturi. Odgovor: atoma F sta lahko vezana na en sam atom S ali pa vsak na en atom S. (2×7 + 2×6)/2 = 13 VlEP

22. Napiši reakciji nastanka žveplovega dikloridaoksida in žveplovega dikloridadioksida. Odgovor: SOCl2 nastane z reakcijo SO2 in Cl2:

S

O

S

O

O

H

H S

O

S

O

O

H

H S

O

S

O

OH S

O

S

O

O H+


41

SO2(g) + PCl5(s) SOCl2(l) + POCl3(l)

SO2Cl2 pa pri reakciji SO2 s klorom:

SO2(g) + Cl2(g) SO2Cl2(l)

23. Kaj meniš, kaj nastane pri reakciji SOCl2 in SO2Cl2 z vodo?

Odgovor: Pri reakciji SOCl2 z vodo nastane HCl in SO2:

SOCl2(l) + H2O(l) SO2(aq) + 2 HCl(aq)

če pa z vodo reagira SO2Cl2, dobimo žveplovo kislino:

SO2Cl2(l) + 2 H2O(l) H2SO4(aq) + 2 HCl(aq)

24. Obkroži pravilne trditve:

a) H2SO3 ni možno pridobiti v čisti obliki

b) spojina SCl3 ne obstaja

c) znana je samo ena alotropska modifikacija žvepla

d) v plastičnem žveplu so S atomi povezani v verige

e) H2SO4 in H2S2O7 sta kislini, ki jo lahko pripravimo v čisti obliki

f) struktura SO32–

je piramidalna Odgovor:

a) da

b) da

c) ne

d) da

e) da

f) da

25. Kako so nekoč pridobivali žveplovo kislino s stolpnim postopkom (neobvezno)? Odgovor: Za oksidacijo žveplovega dioksida so uporabljali nitrozo (zmes nitrozil hidrogensulfata (NO)HSO4 in dušikove kisline HNO3. Postopek pridobivanja poteka v treh zaporednih fazah.

a) Gloverjev stolp: vroč SO2 reagira z nitrozo; nastane H2SO4 in NO2

2 (NO)HSO4 + SO2 + 2 H2O 3 H2SO4 + 2 NO 4 HNO3 4 NO2 + O2 + 2 H2O

2 NO + O2 2 NO2

b) stolpi brez plina (svinčene komore)

2 NO2 + SO2 + H2O (NO)HSO4 + HNO2 (NO)HSO4 + H2O H2SO4 + HNO2

2 HNO2 NO2 + NO + H2O 2 NO + O2 2 NO2

c) Gay Lussacov stolp (nastane nitroza (NO)HSO4 + HNO3)


42

2 NO2 + H2SO4 → (NO)HSO4 + HNO3


43

7A skupina

1. Katera oksidacijska števila so značilna za halogene elemente?

Odgovor: Za enoatomni ion X

– je značilno oksidacijsko število –1, v oksidih in oksospojinah pa so

oksidacijska števila +1, +3, +5 in +7.

2. Kako pridobivajo halogene elemente?

Odgovor:

a) HF pridobivajo z elektrolizo zmesi KF in HF.

b) klor pridobivajo z elektrolizo taline NaCl(l) ali vodne raztopine NaCl(aq). Včasih so ga pridobivali z oksidacijo HCl s kisikom pri povišani temperaturi

4 HCl(g) + O2(g) 2 Cl2(g) + 2 H2O(g)

c) brom pridobivajo iz morske vode tako, da bromidni ioin Br– oksidirajo s klorom Cl2

2 Br(aq)

– + Cl2(aq) Br2(l) + 2 Cl(aq)

–

d) jod pridobijo ko stranski produkt pri pri pridobivanju nitratov (v manjšem obsegu ga še

vedno pridobivajo iz morskih alg)

3. Kakšna je vez med halogenom in elementom v naslednjih spojinah?

a) KBr

b) HCl

c) SiCl4

d) AlF3

e) Al2Cl6

f) TiCl4

g) SOBr2 Odgovor: KBr: kovina-nekovina ionska vez (ni molekul, so ioni) HCl: nekovina-nekovina kovalentna vez (so molekule) SiCl4 polkovina-nekovina kovalentna vez (so molekule) AlF3: kovina-fluor ionska vez (ni molekul, so ioni) Al2Cl6: kovina-halogen če halogen ni fluor, je vez kovalentna (so molekule) TiCl4: kovina-halogen titan je kovina, toda ker je v tej spojini oksidacijsko

število Ti maksimalno, to je +4 (Ti je v 4B skupini), so vezi v molekuli kovalentne (so molekule). TiCl4 je pri sobni temperaturi tekočina.

SOBr2 oba sta nekovini; vez je torej kovalentna


44

4. Katere izmed kislin HF(aq), HCl(aq), HBr(aq) in HI(aq) so šibke, katere so močne?

Odgovor: Vsi štirje plinasti vodikovi halogenidi (skupno jih označimo s formulo HX) se odlično topijo v vodi, HF se zaradi možnosti tvorbe vodikove vezi z vodo meša v vseh razmerjih. Ko jih raztopimo v vodi, imajo halogenovodikove kisline (fluorovodikovo, klorovodikovo itd.). Z molekulami vode pride do protolitske reakcije (Brønstedova teorija):

HX(g) + H2O(l) H3O

+(aq) + X(aq)

–

HF(aq) je šibka kislina, ostale tri so močne kisline (stopnja disociacija α = 100%).

5. Zakaj je fluor veliko bolj reaktiven kot so ostali halogeni elementi?

Odgovor: Ker je radij atoma F med vsemi halogeni najmanjši, bi sklepali, da bo energija vezi največja. Toda zaradi relativno majhne razdalje med obema atomoma F v molekuli F2 pride do precejšnjega odboja med neveznimi elektronski pari na obeh atomih, kar vez slabi. Energija vezi v molekuli F2 je 160 kJ/mol, pri kloru pa »že« 245 kJ/mol, kljub temu, da sta atoma Cl bolj oddaljena. Pri Br2 in I2 sta vrednosti 192 in 151 kJ/mol.

6. Za kaj se uporabljajo halogeni elementi?

Odgovor:

a) fluor F2; največ za pridobivanje različnih spojin (UF6 za pridobivanje obogatenega

urana; SF6 sredstvo za zvočno izolacijo v termopan steklih, teflon –(CF2–CF2)n–) itd.

b) klor Cl2; največ za sintezo polivinilklorida, za dezinfekcijo vode)

c) brom Br2; (malo uporaben)

d) jod I2; (jodova tinktura za dezinfekcijo ran; zaradi potrebe po jodu v žlezi ščitnici

dodajajo jod v obliki KI)

7. Kako pridobijo vodikove halogenide?

Odgovor:

a) HF z reakcijo med elementi ali pa z učinkovanjem žveplove kisline na fluorit H2(g) + F2(g) 2 HF(g) (reakcija poteče eksplozivno na svetlobi) CaF2(s) + H2SO4(l) 2 HF(g) + CaSO4(s)

b) HCl z reakcijo klora z vodikom ali pa z učinkovanjem žveplove kisline na natrijev

klorid H2(g) + Cl2(g) 2 HCl(g) NaCl(s) + H2SO4(l) HCl(g) + NaHSO4(s)

c) HBr z reakcijo elementov (glej zgornji reakciji)

d) HI z reakcijo med elementi v prisotnosti katalizatorja.


45

OF F OF O F

IO O

IO

O O

8. Ali lahko našteješ nekaj mineralov, ki v svoji sestavi vsebujejo enega izmed halogenov?

Odgovor: NaCl (kamena sol, sol, kuhinjska sol, halit), CaF2 (jedavec ali fluorit), kriolit (Na3AlF6), KCl (silvin), karnalit (KMgCl3∙6 H2O).

9. Napiši produkte raztapljanja silikata MgSi2O5 v vodni raztopini HF.

Odgovor: Pri raztapljanju silikatov v HF nastanejo kovinski fluoridi, silicijev fluorid in voda:

MgSi2O5(s) + 10 HF(aq) MgF2(s) + 2 SiF4(aq) + 5 H2O(l)

10. Za vsakega izmed halogenov naštej in zapiši nekaj oksidov.

Odgovor*:

a) F: OF2, O2F2

b) Cl: Cl2O, ClO2, Cl2O4, Cl2O6, Cl2O7

c) Br: Br2O, Br2O5

d) I: I2O4, I4O9, I2O5 *po novejši nomenklaturi je priporočljivo pisanje formul oksidov Cl, Br in I tako, da je

oznaka za kisik na prvem mestu; torej OF2, O2F2, O5Br2 itd.

11. Poskusi narisati Lewisove strukture F2O, F2O2 in I2O5. Kakšne so geometrijske podobe

molekul?

Odgovor: F2O (2×7 + 1×6)/2 = 10 VlEP. F2O2 (2×7 + 2×6)/2 = 13 VlEP

I2O5 (2×7 + 5×6)/2 = 22 VlEP.


46

12. Napiši reakcije nastanka Cl2O, ClO2 in Cl2O7.

Odgovor: Cl2O; nastane pri učinkovanju klorovice in živosrebrovega oksida:

Cl2(aq) + 2 HgO(s) Cl2O(g) + HgO∙HgCl2(s)

ClO2; pri redukciji kalijevega klorata KClO3 z oksalno kislino H2C2O4 ali žveplovim dioksidom SO2. Obe reakciji potekata v prisotnosti žveplove kisline

2 KClO3(s) + H2C2O4(s) + H2SO4(l) 2 ClO2(g) + K2SO4(s) + 2 H2O(l) + 2 CO2(g)

2 KClO3(s) + SO2(g) + H2SO4(l) 2 ClO2(g) + K2SO4(s) + H2O(l)

Cl2O7; P4O10 je zelo higroskopna snov, zato dehidrira (»odvzame vodo«) klorovo(VII) kislino:

12 HClO4(l) + P4O10(s) 6 Cl2O7(l) + 4 H3PO4(l)

13. Kako pridobijo kisikov difluorov oksid in kaj nastane, če ta reagira z vodo?

Odgovor: OF2 nastane pri uvajanju fluora v raztopino natrijevega hidroksida.

2 F2(g) + 2 NaOH(aq) OF2(g) + 2 NaF(aq) + H2O(l)

OF2 reagira s prebitnim NaOH tako, da nastane kisik:

OF2(g) + 2 NaOH(aq) 2 NaF(aq) + O2(g) + H2O(l)

14. Zakaj pri fluoru niso znane oksokisline?

Odgovor: zato, ker je fluor bolj elektronegativen od kisika; edino oksidacijsko število za F je –1. Elektronegativnost kisika in klora sta primerljivi, elektronegativnosti broma in joda pa sta manjši od kisika. Spojina HOF je znana, toda na F je vezan samo en O atom (H–O–F), zato mu tudi v tem primeru pripišemo oksidacijsko število +1.


47

15. Katere pomembne zvrsti so prisotne v vodni raztopini vodikovega fluorida HF(aq)? Odgovor: HF je šibka Brønstedova kislina, zato odda proton vodi:

HF(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + F

–(aq)

F

– ion se z vodikovo vezjo veža na molekulo HF:

F

–(aq) + HF(aq) HF2

–(aq)

16. Za kaj se uporablja I2O5? Odgovor: Dijodov pentaoksid (tudi pentakisikov dijodid) se uporablja za določanje deleža CO plinskih zmeseh:

I2O5(s) + 5 CO(g) I2(s) + 5 CO2(g)

Izločeni jod se kvantitativno titrira z raztopino natrijevega tiosulfata in iz porabe se izračuna količino I2 in od tod količino CO (reakcija titracije z I2: glej nalogo 22/6A skupina).

17. Kakšno splošno formulo imajo oksokisline halogenov? Je med njimi kakšna izjema? Odgovor:

a) HXO X = F, Cl, Br, I tetraeder

b) HXO2 X = Cl, Br, I tetraeder

c) HXO3 X = Cl, Br, I tetraeder

d) HXO4 X = Cl, Br, I oktaeder tetraederska struktura: število NEP + število O atomov = 4 oktaedrska struktura: število O atomov in število OH skupin = 6.

Atom I je v primerjavi z atomoma Cl in Br tako velik, da se lahko obda s šestimi O atomi. Nekatere kisline niso znane (npr. HIO2), v vseh primerih pa so obstojne njihove soli.


48

18. Zapiši vsaj dve reakciji nastanka NaClO3. Odgovor:

a) uvajanje Cl2 v vročo vodno raztopino NaOH (disproporcionacija klora):

3 Cl2(g) + 6 NaOH(aq) NaClO3(aq) + 5 NaCl(aq) + 3 H2O(l)

b) oksidacija ClO2 s H2O2:

2 ClO2(g) + H2O2(aq) + 2 NaOH(aq) 2 NaClO3(aq) + 2 H2O(l)

19. Zapiši nastanek Ba(BrO3)2, ki nastane potem, ko vroči vodni raztopin Ba(OH)2 dodmo

brom (podobna reakcija kot pri nal. 19) Odgovor: podobno kot pri Cl2 nastaneta bromat in bromid:

6 Br2(g) + 6 Ba(OH)2(aq) Ba(ClO3)2(aq) + 5 BaCl2(aq) + 6 H2O(l)

20. Kaj nastane, če v vodno raztopino Ca(OH)2 uvajamo klorov dioksid?

Odgovor: ClO2 v bazični vodni raztopini disproporcionira v klorat in klorit:

4 ClO2(g) + 2 Ca(OH)2(aq) Ca(ClO2)2(aq) + Ca(ClO3)2(aq) + 2 H2O(l)

21. Halogeni tvorijo množico spojin med seboj in s kisikom (mehalogenske spojine ter

oksohalogeni). Poskusi narisati Lewisove strukture ClFO2, BrFO3, IF3O in BrF4O–. Kakšne

so oblike (strukture) molekul?

Odgovor: Atomi F in O so skoraj vedno na obrobju molekule (so terminalni). V središču molekule bodo potemtakem manj elektronegativni atomi Cl, Br in I. Kisikovi atomi so na centralni atom halogena vezani z dvojno vezjo, atomi F pa vedno samo z enojno vezjo.

BrF O

O

O


49

22. Poskušaj narisati vse možne oblike spojine F3IO.

Odgovor: 5 strukturnih elektronskih parov (SEP) narekuje trigonalno (trikotno) bipiramidalno

razporeditev. Možnih kar nekaj medsebojno (položajno) različnih razporeditev treh atomov F, enega atoma O in enega NEP. Kadarkoli rišemo strukture, namestimo okrog centralnega atoma (atom I) na določena izhodiščna mesta (oglišča bipiramide) najprej tiste atome ali NEP, ki jih je najmanj; torej O atom in NEP. Začnimo z NEP:

a) NEP lahko namestimo na vrh tbp (trigonalne bipiramide). Kisikov atom je potem lahko

v nasprotnem vrhu (1)

b) ali v enem (vseeno katerem) oglišču trikotne osnovne ploskve (2). To sta prvi dve možnosti.

c) NEP lahko namestimo v eno (vseeno katero) izmed oglišč trikotne osnovne ploskve.

Kisikov atom je potem lahko v enem izmed preostalih oglišč trikotnika (3)

d) ali na enem izmed vrhov tbp (4). To sta tudi dve možnosti. Možne so torej štiri različne medsebojne razporeditve atomov F in O okoli atoma Br. Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da je prava struktura (3) (tudi slika zgoraj).


50

8A skupina

1. V katerem obdobju so izolirali žlahtne pline? Kako jih pridobivajo? Odgovor: na prehodu iz 19. v 20. stoletje (do leta 1910) je Anglež William Ramsay izoliral vse žlahtne pline, tudi helij He, čigar prisotnost na Soncu so dokazali z analizo spektra sončne svetlobe že leta 1868. Helij pridobijo iz zemeljskega plina (ponekod ga je v plinu tudi do 7%) in nafte (do 0,4%). Vse ostale žlahtne pline pa s frakcionirno destilacijo utekočinjenega zraka (Ne: – 246 °C; Ar: – 186 °C; Kr: – 153 °C; Xe: – 108 °C).

2. Za kaj uporabljajo žlahtne pline? Odgovor: helij He: za hlajenje magnetov pri mnogih pomembnih aparaturah (slikanje z magnetno resonanco v medicinske namene; nuklearna magnetna resonanca, NMR). Polnjenje balonov (vremenske in atmosferske meritve). Nosilni plin v kemiji. Argon Ar: zaščitni plin pred oksidacijo (varjenje izdelkov iz aluminija ali nerjavnega jekla) Neon Ne, argon Ar, kripton Kr: reklamne razsvetljave.

3. Kateri žlahtni plini so reaktivni? Odgovor: Reaktivna sta le ksenon in radon. Reagirata pa le z najbolj reaktivnim elementom, fluorom. Argon, neon in helij so popolnoma inertni in pri sobni temperaturi spojine teh elementov niso znane.

4. Katere spojine nastanejo pri reakciji med ksenonom in fluorom? Odgovor: odvisno od pogojev (temperature, tlaka in množinskega razmerja med reaktanti) nastanejo

– ksenonov difluorid XeF2 (pri sobni temperaturi, če zmes Xe in F2 obsevamo s sončno

svetlobo)

Xe(g) + F2(g) XeF2(s)

– ksenonov tetrafluorid XeF4

Xe(g) + 2 F2(g) XeF4(s)

– in ksenonov heksafluorid XeF6

Xe(g) + 3 F2(g) XeF6(s)


51

5. Kakšne so Lewisove strukture in kakšne oblike molekul vseh treh ksenonovih fluoridov? Odgovor: XeF2: (1×8 + 2×7)/2 = 11 VlEP XeF4 (1×8 + 4×7)/2 = 18 VlEP XeF6 (1×8 + 6×7)/2 = 25 VlEP; zaradi enega NEP je oktaeder F atomov popačen


52

Prehodne kovine

1. Zakaj je v 4., 5. in 6. periodi natanko po 10 kovin prehoda?

Odgovor:

Pri kovinah prehoda se polnijo d orbitale. Ker jih je 5, in sta v vsaki lahko največ po 2

elektrona, je v 5 d orbitalah skupno 2×5 = 10 elektronov.

2. Ali lahko našteješ nekaj značilnih primerov uporabe kovin prehoda?

Odgovor:

izdelava vseh vrst uporabnih predmetov in izdelkov iz čistih kovin, večinoma pa iz zlitin

(orodje, polizdelki, nakit, gradbeni material, transportna sredstva itd.)

3. Naštej nekaj prehodnih kovin in navedi njihovo uporabnost.

Odgovor:

železo: količinsko proizvodnja železa je približno 100-krat večja kot vseh ostalih kovin

prehoda skupaj – 1,5∙109 ton (1.500.000.000 ton) letno

baker: kabli za električno napeljavo, bakrene cevi, žlebovi (500.000 ton/leto)

volfram: žarilne nitke pri žarnicah (60.000 ton/leto)

molibden: različne zlitine (180.000 ton/leto)

krom: zlitine in kromiranje površin kovinskih in plastičnih izdelkov (50.000 ton/leto)

titan: letalska industrija, izdelovanje avtomobilskih delov, uporaba v medicini (30.000

ton/leto)

vanadij: različne zlitine (50.000 ton/leto)

paladij: avtomobilski katalizatorji (200 ton/leto)

zlato: zlatenje površin, električnih kontaktov, nakit (2.500 ton/leto)

4. Zakaj imajo prehodne kovine tako različna oksidacijska števila?

Odgovor:

Elektronska konfiguracija prehodnih kovin je ndx(n+1)s

y (0 < x < 11; 0 < y < 3). Ker lahko

atom kovine, odvisno od okoliščin, odda različno število s in potem še d elektronov, je

možna cela kopica oksidacijskih števil. Maksimalno oksidacijsko število med vsemi

elementi prehoda srečamo pri osmiju (+8), od osmija proti desni pa vrednosti oksidacijskih

števil zopet padajo.

Oksidacijska števila mangana v manganovih spojinah so lahko 0, +1, +2,…, +7 in celo –1.

5. Zakaj se gostote 5d-kovin prehoda znatno višje od gostot kovin 4d in 3d?

Odgovor:

Ko se polni elektronska lupina ali pa podlupina, se z vsakim dodatnim elektronom (naslednji

elementu v periodi) velikost atoma običajno nekoliko zmanjša. Ko je podlupina d zapolnjena

s polovico (5) elektroni, se trend zmanjševanja radija nekoliko upočasni, saj pride pri

elektronskih konfiguracijah d6 do d

10 do vse večjega odboja med elektroni zato, ker sta v

orbitali po dva elektrona. Pri Cu, Ag in Au nd10

ns1 začne velikost atoma že naraščati.


53

Presenetljivo je dejstvo, da so radiji atomov 4d in 5d elementov skoraj enaki. Zakaj? Preden

se začnejo polniti 5d orbitale, se za 5p in 6s elektroni razvrsti še 14 elektronov v 4f orbitale,

torej v nižjo lupino. Pri polnjenju 4f orbital se velikost atomov lantanoidov od leve proti

desni ves čas zmanjšuje. Zmanjševanje velikosti pri polnjenju elektronov v f orbitale

(lantanidna kontrakcija) je tolikšno, da so v isti skupini velikosti atomov 5d-elementov

skoraj enaki velikostim atomov 4d-elementov. Toda atomi elementov 5d so sedaj bistveno

težji od atomov 4d – prav zato pa gostota teh kovin drastično naraste.

6. Poimenuj naslednje spojine oziroma zvrsti.

a) K3[CrCl6]

b) Ca[CuCl3(H2O)]2

c) [PtBr2(NH3)2]

d) [CrCl2(H2O)4]2SO4

e) pyH[WBr4py2] pyH = prididinijev(1+) ion; py = piridin

f) Na[Ag(CN)2]

g) [Fe(CN)6]3[Fe(CN)6]4

h) Rb2[MoOCl5]

i) [Cr(NH3)6][CrBr6]


54

j) [Ag(S2O3)2]3+

k) [CoF4(NH3)2]–

Odgovor:

a) kalijev heksakloridokromat(III)

b) kalcijev akvatrikloridokuprat(II)

c) diamidibromidoplatina(II)

d) tetraakvadikloridokromov(III) sulfat(VI)

e) piridinijev tetrabromidodipiridinvolframat(III)

f) natrijev dicianidoargentat(I)

g) heksacianidoželezov(II) heksacianidoferat(III)

h) rubidijev pentakloridooksidomolibdat(V)

i) heksaaminokromov(III) heksabromidokromat(III)

j) ditiosulfatosrebrov(1+) ion

k) diaminotetrafluoridokobaltov(1–) ion

7. Napiši formule koordinacijskih spojin

a) amonijev akvatrikloridoplatinat(II)

b) diaminsrebrov(I) bromid

c) rubidijev akvatrikloridodioksidomolibdat(V)

d) litijev akvatrihidroksidokuprat(I)

e) diamindiakvadibromidokromov(III) klorid

f) triakvakloroplatinov(II) sulfat(VI)

g) diamintetracianidoželozov(III) tetraklorokuprat(II)

Odgovor:

a) NH4[PtCl3(H2O)]

b) [Ag(NH3)2]Br

c) Rb[MoCl2O2(H2O)]

d) Li[Cu(OH)3(H2O)]

e) [CrCl2(H2O)2(NH3)2]Cl

f) [PtCl(H2O)3]2(SO4)

g) [Fe(CN)4(NH3)2]2[CuCl4]

8. Kakšna je energija d orbital, ko je kovinski atom obdan s 6 elektronskimi pari v ogliščih

oktaedra?

Odgovor:

d orbitale centralnega atoma (dxy, dxz in dyz) »ležijo« med osmi xy, xz in yz. Preostali 2

orbitali pa sta nameščeni vzdolž osi (dx2

–y2 in dz

2).


55

Energije vseh petih orbital so enake (1). Predpostavimo, da 12 elektronov kroži okrog

centralnega atoma na enaki oddaljenosti po krogelni ploskvi. Zaradi odboja med 12 elektroni

in valenčnimi elektroni centralnega atoma pride do povečanja energije vseh petih orbital (2).

Sedaj »razvrstimo« elektrone po parih in jih namestimo vzdolž koordinatnih osi tako, da je

vseh 6 parov na isti oddaljenosti od centra atoma (3). Ker ležita orbitali dx2

–y2 in dz

2 na oseh,

je elektrostatični odboj med temi pari in elektroni v teh dveh orbitalah večji kot pa odboj

med pari in orbitalami dxy, dxz in dyz. Te tri orbitale ležijo med osmi in je zato povprečna

oddaljenost med elektronskimi pari in elektroni v teh orbitalah manjša.

Zaradi enake skupne oddaljenosti mora biti skupna energija enaka kot pri (2). To pa je

možno le, če se energija orbital dxy, dxz in dyz zmanjša ravno za toliko, za kolikor se poveča

energija orbital dx2

–y2 in dz

2.

Vsota zmanjšanja in povečanja mora potemtakem biti enaka 0. Če je energijska razlika med

spodnjimi in zgornjimi orbitalami enaka Δ, mora veljati:

3×E– = 2×E+ in E– + E+ = Δ

Iz teh dveh enačb sledi, da je E+ = (3/5)Δ in E– = (2/5)Δ.


56

Če sedaj povežemo 6 točk, ki so na enakih oddaljenostih od centra atoma in ležijo na oseh x,

y in z, dobimo oktaeder.

9. Kako so d orbitale centralnega atoma zasedene z elektroni, če je centralni atom obdan s

šestimi enakimi ligandi, ki okoli njega opišejo oktaeder.

Odgovor:

Kako se bodo elektroni razvrstili v oktaedrskem polju ligandov, bo odvisno od velikosti

energija cepitve Δ = 10 Dq.

Prvi trije elektroni (glej na sliki d1, d

2 in d

3) se – v skladu s Hundovim načelom –

posamično razvrstijo v »spodnje« tri orbitale, dxy, dxz in dyz. Četrti elektron ima dve

možnosti: »lahko gre« v eno izmed »gornjih« dveh orbital; za to je potrebna energija Δ.

Lahko se pridruži kateremukoli elektronu v eni izmed »spodnjih« treh orbital; nastane

elektronski par. Oba elektrona se sedaj gibljeta v istem prostoru (v isti orbitali). Zaradi tega

je med njima večja odbojna sila, kot če sta v dveh različnih orbitalah. Za premagovanje

odbojne sile pa je prav tako potrebna energija Es. Torej:

a) če bo energija Δ večja od Es (Δ > Es), se 4., 5., in 6. elektron (glej slike d4, d

5 in d

6) – v

skladu s Paulijevim izključitvenim principom – pridruži elektronom v spodnjih

orbitalalah.


57

A

MEE

E

E

E

E

MEE

E

A

E

E

MEE

A

E

E

E

MAE

E

E

E

E

MEE

E

E

Ax y

z

a b c d e

SUK

b) če bo ta energija manjša (Δ < Es), »gresta« 4. in 5. elektron raje v zgornji dve orbitali

(glej sliki d4, d

5). Ostali elektroni (d

6, d

7, d

8, d

9, d

10) se razvrščajo v skladu s Paulijevim

izključitvenim principom.

10. Kaj je magnetni moment in kako lahko iz magnetnega momenta ugotovimo ali je

koordinacijska zvrst nizko- ali visokospinska.

Odgovor:

Magnetni moment imajo paramagnetne snovi, izračunamo pa se ga lahko iz sile, s katero

magnetno polje privlači snov. Čim večje je število nesparjenih elektronov, tem višji je

magnetni moment. Če primerjamo sliki v nalogi 7, ugotovimo, da je razporeditev elektronov

v obeh primerih enaka za d1, d

2, d

3, d

8, d

9 d

10. To pa ne velja za preostale štiri elektronske

konfiguracije: d4, d

5 d

6, d

7. V tabeli je podano število samskih (enako usmerjenih)

elektronov pod a) Δ > Es in b) Δ < Es.

Število samskih elektronov:

Elekt. konfig. d1 d

2 d

3 d

4 d

5 d

6 d

7 d

8 d

9 d

10

Nizkospinski 1 2 3 2 1 0 1 2 1 0

Visokospinski 1 1 3 4 5 4 3 2 1 0

11. Nariši oktaedrsko zvrst MAE5 (M = kovina, A in E so ligandi). Okoli katere osi moramo

zasukati posamezno sliko in za koliko °, da dobimo naslednjo sliko v vrsti? Ali smo jo

zasukali v smeri urinega kazalca (SUK) ali v nasprotni smeri urinega kazalca (NSUK). Pri

SUK se mora vijak gibati (pogrezati) v smeri od glave proti konici.

Odgovor:


58

A

MAE

E

E

E

A

MEE

E

A

E

E

MAE

E

A

E

E

MEE

E

A

A

E

MAA

E

E

E

a b c d e

y

x y

zSUK

A

MEE

E

A

E

E

MAE

E

A

E

x y

zSUK

A

MEE

E

A

E

E

MAE

E

A

E

E

MAA

E

E

E

x y

zSUK

Vse narisane slike od a do e predstavljajo isto oktaedrsko zvrst, le prikazane so iz različnih

perspektiv. Če to velja, lahko katerokoli izmed slik dobimo z ustrezno »preslikavo« ostalih

slik.

a → b: zasuk okoli osi x v NSUK

b → c: zasuk okoli osi y v NSUK



12. Na sliki so upodobljene različno orientirane cis in trans oktaedrske zvrsti MA2E4 (M =

kovina, A in E so ligandi)

Obkroži pravilne trditve:

cis so: a b c d e

trans so: a b c d e.

Kako moramo zasukati c, da dobimo b in e?

Odgovor:

cis so: b, c in e (vse tri zvrsti so ekvivalentne)

trans so: a in d. (obe zvrsti sta ekvivalentni)

c → b: zasuk okoli osi z v SUK

c → e: zasuk okoli osi y v NSUK

13. Oglej si sliko k nalogi 5 in ugotovi, kako moraš zasukati sliko b, da dobiš sliki c in e. Kaj

moraš storiti s sliko a, da postane b?

Odgovor:

da preslikaš izomer b v c, ga moraš okrog osi z zasukati za 180° v SUK ali pa v NSUK.

Da preslikaš b v e, moraš b najprej zasukati za 180° okoli osi z, nato pa še za 90° okoli osi y

v SUK.


59

A

MGE

G

A

E

A

ME E

G

A

G

x y

zSUK

A

MAE

E

A

E

A

MEA

E

A

E

A

MEE

A

A

E

E

MEA

A

E

A

A

MEE

A

E

A

a b c d e

A

MAE

E

A

E

A

MEA

E

A

E

A

ME A

E

A

E

Z

E

MA E

A

A

E

trans cis

Enako sliko dobiš, če b zasukaš najprej za 90° okoli osi z v SUK, nato pa še za 90° okoli osi

x v NSUK.

14. Koliko različnih geometrijskih izomer je možnih, če ima oktaedrska zvrst formulo MA3E3?

Kako jih označimo (ločimo)? Katere izmed spodnjih slik so identične? Kako jih s sukanjem

med seboj uskladimo? Ali je kateri izmed obeh izomerov optično aktiven?

Odgovor:

ligandi A in E lahko zasedejo »polkrog« (a in d) ali pa so razvrščeni na ogliščih dveh

nasprotnih ploskev (b, c in e).

izomera a in d sta identična: označimo ju z trans ali mer

izomeri b, c in e so identični: označimo jih s cis ali AC

Noben izomer ni optično aktiven.

a → d: zasuk okoli osi x za 180°

b → c: zasuk okoli osi z za 90° v NSUK

b → e: najprej zasuk okoli osi x za 180°, nato zasuk okoli osi z za 180° (lahko tudi v

nasprotnem vrstnem redu).

Noben izmed izomerov ni optično aktiven.

Trans izomer ima ravnino simetrije v ravnini yz, pri cis izomeru pa najprej z zrcaljenjem in

nato z zasukom dokažemo, da se zrcalna slika ujema z originalom.

15. Ali sta upodobljeni oktaedrski zvrsti MA2E2G2 geometrijska ali optična izomera?


60

A

MGE

G

A

E

A

MG G

E

A

E

G

MEE

A

A

G

a b c

G

MGE

G

A

G

G

MGG

G

A

E

cis trans

x y

zSUK

G

MGE

G

A

G

G

MGG

G

A

E

E

MGG

A

G

G

G

MAG

E

G

G

G

MGE

A

G

G

a d eb c

A

MAE

G

A

E

G

MGG

G

A

E

Odgovor:

geometrijska izomera ne moreta biti, saj so lege v skupinah A, E in G v obeh primerih

sosednje, torej »na nek način« identične. Ali sta optični izomeri?

Poskušajmo prvo sliko zasukati tako, da se bo »prekrivalo« čim več atomov. Če zasukamo a

v SUK okrog osi z za 90°, dobimo b. Primerjava kaže, da se par E in G ne prekrivata, zato

sta izomera optično aktivna.

16. Kako je z oktaedrska zvrstjo s formulo MAEG4? Kako jih razlikujemo in kako označimo

(ločimo)? Katere izmed spodnjih slik so identične? Ali je kateri izmed izomer optično

aktiven?

Odgovor:

liganda A in E sta lahko soseda (cis) ali pa ležita na nasprotnih straneh centralnega atoma –

(trans). Drugih možnosti ni.

Identične slike so a, c in d (cis izomer) ter b in e (trans izomer).

a → c: zasuk okoli osi y za 90° v NSUK in nato zasuk okoli osi x za 90° v SUK

a → d: zasuk okoli osi x za 90° v NSUK in nato zasuk okoli osi z za 180°

b → e: zasuk okoli osi y za 90° NSUK

Oba izomera sta optično neaktivna, saj imata oba ravnino simetrije; cis izomer v ravnini xz,

trans izomer pa v ravnini xy.


61

G

MGE

G

A

E

G

MGE

E

A

G

G

MEA

E

G

G

A

MGE

G

G

E

G

MEE

G

A

G

a b c d e

x y

zSUK

G

MGE

G

A

E

G

MEE

G

A

G

G

MEE

G

A

G

ca b

E

MEG

G

A

A

E

MGE

G

A

A

x y

zSUK

A

MEG

G

A

E

A

MEE

G

A

G

A

MGE

E

A

G

a d eb c

17. Kako je z oktaedrsko zvrstjo MAE2G3? Kako razlikujemo (ločimo) izomere med seboj?

Katere izmed spodnjih slik so identične? Ali je kateri izmed izomerov optično aktiven?

Odgovor:

tu se je treba rešitve lotiti bolj sistematično. Najprej začnemo s tistimi ligandi, ki jih je

najmanj, torej ligandom A.

b) postavimo ga na »vidno« mesto, denimo v zgornje oglišče oktaedra. Nato pozicioniramo

naslednja dva ligande z oznako E. Prvega postavimo nasproti A, v spodnje oglišče. Drugi

ligand E lahko postavimo le še v katerokoli oglišče, ki leži v ravnini xy, ki je pravokotna

na os A–M–E. Tako dobimo sliko a

c) A obdržimo na vrhu. E, ki je nasproten A-ju postavimo v osnovno ploskev in ga

zamenjamo z G. To lahko naredimo na dva načina. Liganda E v ravnini xy sta lahko

soseda, dobimo b

d) ali pa sta si nasprotna; dobimo c.

Možnosti so s tem izčrpane. Taka vrsta spojine ima potemtakem lahko le tri izomere.

Identična sta izomera na slikah a in d ter b in e.

Izomer a ni optično aktiven, saj ima ravnino simetrije v ravnini xz. Izomer b ima ravnino

simetrije v ravnini premic x = y in osi z, izomer c pa, tako kot a, v ravnini xz.

18. Kaj pa oktaedri MA2E2G2? Kako narišemo pravo število izomer, ne da bi jih med seboj

pomešali? Ali je kateri izmed geometrijskih izomerov optično aktiven?

Odgovor:


62

E

MEG

G

A

A

E

MGE

G

A

A

A

MGE

E

A

G

A

MEG

G

A

E

x y

zSUK

a db c

H

MHG

H

A

E

G

MHE

H

A

H

H

MHE

G

A

H

H

MHE

H

A

G

a db c

x y

zSUK

b) izhodišče bosta liganda A. Najprej ju postavimo v nasprotni oglišči. Liganda E in liganda

G morata biti nameščena v »osnovi« ploskvi, to je v ravnini xy. V tem primeru sta lahko

njuni legi

i. nasprotni; izomer a

ii. sosednji; izomer b

c) liganda A naj bosta soseda. Z ligandoma E in G sistematsko postopamo takole:

iii. oba liganda E naj bosta nasprotna ligandoma A; izomer c

iv. oba liganda G naj bosta nasprotna ligandoma A; izomer d

c) vsi trije istovrstni ligandi naj bodo na sosednjih legah (ogliščih)

v. imamo izomer d.

Izomerov je potemtakem 5.

Prvi štirje izomeri, a, b, c in d, niso optično aktivni, saj imajo vsi štirje vsaj po eno ravnino

simetrije:

– izomer a jo ima v ravnini xy

– izomer b prav tako v ravnini yx

– izomer c jo ima v ravnini yz

– prav tako tudi izomer d

Izomer e je optično aktiven.

19. Nariši vse izomere oktaedrske zvrsti s formulo MAEGH3? Ali je kateri izmed izomer tudi

optično aktiven?

Odgovor:

izhodiščni položaj (vrh bipiramide) lahko zavzame katerikoli izmed enakovrednih ligandov

A, E ali G; vzemimo A.

b) nasproti ligandu A mora biti vsaj enkrat ligand E (izomer a) in

c) G (izomer b). V spodnji vrh bipiramide namestimo še H. Toda v tem primeru sta za

ligande E, G in dva H v ravnini xy dve možni razporeditvi:

d) oba H (torej nujno tudi G in E) sta na nasprotnih ogliščih v ravnini xy (izomer c)

e) ali pa sta soseda v (isti) ravnini xy (izomer d).


63

H

MHE

G

A

H

H

MH E

G

A

H

E

MG H

H

A

H

ZH

MHG

H

A

E

H

MHE

H

A

G

H

MHE

G

A

H

a b c

Prvi trije izomeri niso optično aktivni, ker imajo vsak vsaj po eno ravnino simetrije

Ali je izomer d optično aktiven? Preverimo!

Ko zrcalno sliko zasukamo okoli osi z za 90° v SUK, se

ta ne prekrije z originalom; E in G sta na nasprotni strani.

Izomer d je torej optično aktiven.

1A skupina;alkalijske kovine - UL...

Documents

Transcript of 1A skupina;alkalijske kovine - UL...