Prvky I.A a II.A skupiny

s - prvky

I.A skupina – alkalické kovy

Prvek Značka Z konfigurace XLithium Li 3 [He] 2 s1 0.97

Sodík Na 11 [Ne] 3 s1 1.0

Draslík K 19 [Ar] 4 s1 0.91

Rubidium Rb 37 [Kr] 5 s1 0.89

Cesium Cs 55 [Xe] 6 s1 0.86

Francium Fr 87 [Rn] 7 s1 0.86

Obecná charakteristika• Prvky s1

• Elektronová konfigurace: ns1

• Mají jeden valenční elektron – oproti konfiguraci vzácných plynů mají jeden elektron navíc.

• Elektronrgativita je nízká – aby dosáhli konfigurace vzácných plynů, ochotně svůj valenční elektron ztrácí a tvoří kationty.

• Jsou 1 - vazné.• Jsou to typické kovy (kromě vodíku)• Ve sloučeninách mají vždy ox. číslo I

Výskyt

• Vyskytují se pouze ve formě svých sloučenin (kromě vodíku)Vodík: volný, H2O, kyseliny, hydroxidy, všechny

organické sloučeninySodík: kamenná sůl NaCl, Glauberova sůl Na2SO4 . 10

H2O, chilský ledek NaNO3

Draslík: silvín KCl, karnalit KCl. MgCl2

Sloučeniny cesia a rubidia provázejí v malém množství ostatní alkalické kovy

• Vodík, sodík a draslík jsou biogenní prvky

Fyzikální vlastnosti

• Měkké, stříbrolesklé, neušlechtilé kovy• Malá hustota• Nízké body tání• Výborné vodiče tepla a elektřiny• Jejich sloučeniny barví plamen

Chemické vlastnosti

• Velmi reaktivní• Na vzduchu se snadno oxidují – uskladňují se pod

inertním rozpouštědlem – např.: petrolejem• Silné redukční schopnosti – z vody redukují

vodík, redukují polokovy a kovy z jejich sloučenin, snadno redukují i řadu nekovů

• S vodíkem tvoří hydridy• Při hoření vzniká z lithia oxid, sodíku peroxid a z

ostatních superoxidy

Výroba a použití

• Výroba– Sodík a lithium se

vyrábějí elektolýzou taveniny svých chloridů

– Draslík redukcí KCL sodíkem a následnou destilací ze směsi

• Použití– Lithium, draslík –

příměs do litin

– Sodík: redukční činidlo, chladivo jaderných reaktorů (s draslíkem), sodíkové výbojky

– Rubidium, cesium: fotočlánky

Sloučeniny

• Hydridy:– Sloučeniny s vodíkem– Bílé, krystalické látky– Tavenina vede elektrický proud– Ve vodě hydrolyzují (zcela)– Příprava: syntézou prvků

• Peroxidy, superoxidy:– Hořením sodíku vzniká peroxid a z ostatních

superoxidyPeroxid sodný Na2O2 – bělící účinky, silné oxidační

schopnosti, reaguje s vodou za vznik NaOH a H2O2

- Superoxidy jsou barevné (draselný je žlutý, rubidný tmavohnědý)

• Halogenidy:- Bezbarvé krystalické látky iontového charakteru, dobře

rozpustné ve voděChlorid sodný NaCl – bezbarvý nerost krystalizující v

krychlové soustavě, užití: potravinářství, konzervace, výroby chloru, sodíku, HCl

• Hydroxidy:– Bílé krystalické látky, rozpustné ve vodě– Silné zásady– Hygroskopické, leptavé, snadno tavitené– Použití: výroba mýdel, celulózy, čištění ropných

produktůHydroxid sodný NaOH - vyrábí se elektrolýzou roztoku

NaClAmalgámová metoda – Na+ se slučuje na rtuťové katodě se

rtutí na amalgám, který se pak rozkládá teplou vodou na NaOH, H2 a Hg, na grafitové anodě se vylučuje chlor

Diafragmová metoda – na grafitové anodě se vyluč. chlor a na katodě vodík, anodový a katodový prostor je oddělen diafragmou, čímž je znemožněna vzájemná reakce iontů. Oba plyny se odděleně jímají. V roztoku zůstávají pouze sodné a hydroxidové ionty.

• Uhličitany a hydrogenuhličitany:– Bílé krystalické látky, většinou dobře rozpustné

ve voděUhličitan sodný Na2CO3 – soda, vyrábí se

Solvayovou metodou:• Roztok NaCl se sytí NH3 a CO2

NaCl + NH3 + CO2 + H2O NaHCO3 + NH4Cl • Hydrogenuhličitan se termicky rozkládá na uhličitan:

2 NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O- Spolu s uhličitanem draselným (potaš) se používá k

výrobě skla a pracích prostředků

• Dusičnany:– Bezbarvé, krystalické látky, dobře rozpustné ve vodě

– Snadno tavitelné

– Chilský a draselný ledek se používají jako průmyslová hnojiva

Vodík• První člen periodické tabulky s nejmenší relativní

atomovou hmotností

• Známe tři izotopy: lehký vodík (protium) tvoří 99,9 % všech přírodních atomů vodíku, těžký vodík (deuterium) a radioaktivní tritium

• Výskyt:– Volný ve formě dvouatomových molekul např.: v zemním plynu

– Součást všech org. sloučenin

– Různé anorganické sloučeniny

• Vlastnosti a reakce– Bezbarvý plyn bez chuti a zápachu, lehčí než vzduch

– Je hořlavý, jeho směs s kyslíkem je silně výbušná

– Má redukční schopnosti

– Reaguje téměř se všemi prvky, molekuly jsou stabilní a reagují až za zvýšené teploty

– Aby dosáhl stabilnější konfigurace:• Vytvoří kovalentní nepolární (H2) nebo polární (HCl) vazbu

• Přijme elektron a vznikne hydridový aniont H-

• Odštěpí elektron a vznikne H+

– může tvořit vodíkové vazby

• Příprava:– Elektrolýzou vody, vylučuje se na katodě

– Reakcí kovů a vodnými roztoky kyselin (zásad):

Zn + HCl ZnCl2 + H2

- Reakcí alkalických kovů, nebo kovů alkalických zemin s vodou:

2 Na + 2 H2O 2 NaOH + H2

• Výroba:- Rozkladem nasycených uhlovodíků- Reakcí vodní páry s rozžhaveným koksem- Elektrolýzou vodného roztoku NaCl

• Použití:– K vyredukování kovů z jejich sloučenin, ke sváření a

tavení kovů

– V chemickém průmyslu

– Ke ztužování tuků

• Sloučeniny:– Hydridy:

• Dvouprvkové sloučeniny vodíku, vznikají často přímou syntézou prvků

• Iontové:s alkalickými kovy a kovy alk. zemin, obsahují iont H-

• Kovalentní: s prvky 14.-17. skupiny, většinou plynné, těkavé

• Kovové: s přechodnými i vnitřně přechodnými kovy, jsou křehké, pevné, vodivé

• Voda– Sloučenina vodíku s kyslíkem, bezbarvá kapalina bez

chuti a zápachu

– Mei molekulami jsou vodíkové můstky…. Vysoká tt i tv

– Existuje ve třech skupenstvích

– Je významné polární rozpouštědlo – rozpouští polární a iontové sloučeniny, ty vytváří ve vodě hydratované ionty

– Patří mezi nejstálejší sloučeniny, reaguje:• Za normální teploty s alkalickými kovy a kovy alkalických zemin

• Za vysoké teploty (pára) s některými kovy za vzniku H2 a oxidu kovu

• S kyselinotvornými oxidy za vzniku kyselin a naopak

– V přírodě se nikdy nevyskytuje čistá

Tvrdost vody:- Přechodná: je způsobená hydrogenuhličitany a může být

odstraněna povařením:

Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2

- Trvalá: je způsobena hlavně sírany, odstraníme ji přidáním uhličitanu sodného:

CaSO4 + Na2CO3 CaCO3 + Na2SO4

II.A Skupina – kovy alk. zemin

Prvek Značka Z Konfigurace XBeryllium Be 4 [He] 2 s2 1.5

Hořčík Mg 12 [Ne] 3 s2 1.2

Vápník Ca 20 [Ar] 4 s2 1.0

Stroncium Sr 38 [Kr] 5 s2 0.99

Baryum Ba 56 [Xe] 6 s2 0.97

Radium Ra 88 [Rn] 7 s2 0.97

Obecná charakteristika• Prvky s2

• Elektronová konfigurace: ns2

• Mají dva valenční elektrony

• Elektronegativita je nízká – ochotně ztrácejí elektrony a tvoří kationty

• Ve sloučeninách mají oxidační číslo +II

Výskyt• Pouze ve formě svých sloučenin:

– Be: Beryl (hlinitokřemičitan), odrůdou je např.:smaragd

– Mg: magnezit MgCO3, dolomit CaCO3,souč. chlorofylu

– Ca: vápenec CaCO3, sádrovec CaSO4, anhydrit CaSO4.2 H2O, kazivec CaF, v kostech a zubech Ca3(PO4)2

– Sr: celestin SrSO4

– Ba: baryt BaSO4

– Ra: nepatrná součást smolice (UO2)

• Vápník a hořčík jsou biogenní prvky

Vlastnosti a reakce• Stříbrolesklé neušlechtilé kovy• Jsou tvrdší, méně reaktivní a mají vyšší hustotu

než alkalické kovy• S vodou reagují stejně, ale trochu pomaleji• Tvoří iontové vazby• Rozpustné soli stroncia a barya jsou jedovaté• Berillium a hořčík se svými vlastnostmi od

ostatních liší – Be se vlastnostmi podobá hliníku (kovalentní vazby, amfoterní, netvoří ionty, na vzduchu se pokrývá vrstvou oxidu), Mg je přechod Be a kovy alk. zemin (kovalentní vazby, na vzduchu se pokrývá vrstvou oxidu, je rozpustný ve zředěných kyselinách)

Výroba a použití• Výroba:

– Elektrolýzou taveniny chloridu

– Redukcí halogenidů sodíkem

• Použití:– Be: do slitin, okénka

RTG lamp

– Mg: do slitin

– Ca: speciální slitiny, redukční činidlo v metalurgii

– Ba: povlaky elektrod

– Ra: radioterapie

Sloučeniny

• Hydridy:– Bílé krystalické látky s iontovými vazbamiCaH2 – redukční činidlo, sušící prostředek

• Oxidy:– Bílé krystalické látky s iontovými vazbamiOxid vápenatý CaO – pálené vápno, vyrábí se pálením

vápence: CaCO3 CaO + CO2, používá se ve stavebnictví, hutnictví a jako hnojivo

• Hydroxidy:– Silné zásady, ve vodě omezeně rozpustné, pohlcují oxid

uhličitý

– Zásaditost roste s protonový číslemHydroxid vápenatý Ca(OH)2 – hašené vápno, vzniká

reakcí páleného vápna a vody CaO + H2O Ca(OH)2

– Tvrdnutí malty – podstatou je reakce hašeného vápna s oxidem uhličitým Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O

• Halogenidy:– Všechny kromě fluoridů jsou rozpustnéKazivec CaF2 – metalurgie, optika, fluorovodík

• Karbidy:– Iontové sloučeniny, vznikají přímou syntézou prvků při

vyšších teplotáchKarbid vápenatý CaC2 – výroba acetylenu

• Uhličitany:– Uhličitany jsou pevné, ve vodě nerozpustnéVápenec CaCO3 – stavební kámen, výroba vápna a

cementu

– Hydrogenuhličitany Ca+2 a Mg+2 – přechodná tvrdost vody

• Sírany:Sádrovec CaSO4 . 2H2O – přísada do cementu,

zahřáním na 100 °C vzniká pálená sádra (hemihydrát)CaSO4 – trvalá tvrdost vody

BaSO4 – kontrastní látka při rentgenovém vyšetření žaludku