Stop addycyjny - omówić wykres fazowy Stop jest mieszaniną metalu i jednego lub kilku innych pierwiastków. Przeważnie tymi innymi pierwiastkami są metale. Przykład: mosiądz jest stopem miedzi i cynku. Metale mogą tworzyć stopy z niemetalami. Przykład: stal. Stop addycyjny –roztwór stały międzywęzłowy. Atomy substancji rozpuszczonej „gościa” są o wiele mniejsze od atomów rozpuszczalnika i zajmują luki w sieci krystalicznej „gospodarza”. Roztwory międzywęzłowe tworzą metale przejściowe (np. Fe, Ti, Cr, Mo, Mn) z pierwiastkami niemetalicznymi o bardzo małych promieniach atomowych (H, B, C, N). Przy dostatecznej ilości niemetalu tworzą się fazy międzywęzłowe o ściśle określonym składzie .Wykresy fazowe: Wykresy przedstawiają budowę fazową/strukturę stopów danego układu w funkcji składu chemicznego i temperatury. Zakładamy stałe ciśnienie zewnętrzne. Oznacza to o jeden parametr mniej w klasycznym równaniu reguły faz Gibbsa. Wszystkie przemiany odbywają się bardzo powoli –permanentny stan równowagi. Co to jest elektroujemność. Porównaj to pojęcie w ujęciu Paullinga i Mullikena. Od czego zależy? Elektroujemność to miara tendencji do przyciągania elektronów przez atomy danego pierwiastka, gdy tworzy on związek chemiczny z atomami innego pierwiastka. Bardziej elektroujemny pierwiastek "ściąga" do siebie elektrony tworzące wiązanie z atomem mniej elektroujemnym, co prowadzi do polaryzacji wiązania. W skrajnym przypadku, gdy elektroujemności obu pierwiastków bardzo się różnią (np. sód i chlor), dochodzi do pełnego przeskoku elektronów na bardziej elektroujemny atom, co prowadzi do powstania wiązania jonowego. Skala Paulinga Pierwszą taką propozycją była skala Paulinga oparta na pomiarach energii i polaryzacji wiązań prostych dwuatomowych związków chemicznych. Skala ta jest wciąż najczęściej używana, jednak bardzo mało precyzyjna i często prowadzi do błędnych wniosków. Skala Mullikena Skalą biorącą pod uwagę rzeczywisty stan atomu w danej cząsteczce, a więc liczbę i rodzaj wiązań w jakich uczestniczy atom w danym momencie, jest skala Mullikena. W skali tej jednak pierwiastki mają zmienną elektroujemność, zależną od tego w jakim związku występują, więc jest ona trudna do stosowania w praktyce.W skali Mullikena elektroujemność można też przypisać gazom szlachetnym. Posiadają one wtedy największe elektroujemności: He 5.5, Ne 4.5 po przeliczeniu na skalę Paulinga. Skala Mullikena pozwala obliczyć elektroujemność grup funkcyjnych i podstawników. Opisz budowę CO i CO2, podstawowe własności fiz-chem. i powiąż z je z budową. Dwutlenek węgla (CO2, nazwa systematyczna: ditlenek węgla lub tlenek węgla(IV)) – nieorganiczny związek chemiczny, tlenek węgla na IV stopniu utlenienia. W temperaturze pokojowej jest to bezbarwny, bezwonny i niepalny gaz, dobrze rozpuszczalny w wodzie i cięższy od powietrza (ok. 1,5 raza). Dwutlenek węgla jest produktem spalania i oddychania. Jest wykorzystywany przez rośliny w procesie fotosyntezy. Tworzy się przy utlenianiu i fermentacji substancji organicznych. Tlenek węgla (CO, nazwa zwyczajowa czad, nazwa systematyczna: tlenek węgla(II)) – nieorganiczny związek chemiczny, tlenek węgla na II stopniu utlenienia. Ma silne własności toksyczne.Długość wiązania C-O w tlenku węgla wynosi 1,128 Å[4]. Ładunek formalny i różnice w elektroujemności atomów węgla i tlenu znoszą się wzajemnie, co sprawia, że cząsteczka ma niewielki moment dipolowy (0,112 D) z ładunkiem ujemnym na atomie węgla[5], choć w rzeczywistości sześć uwspólnionych elektronów wiązania jest prawdopodobnie wyciąganych w kierunku atomu tlenu. Odległość międzyatomowa odpowiada niepełnemu wiązaniu potrójnemu. Cząsteczkę CO można przedstawić trzema strukturami rezonansowymi: Jest to gaz palny, na powietrzu pali się niebieskim płomieniem tworząc dwutlenek węgla. W naturze występuje w gazach kopalnianych. Ma zastosowanie w wielu procesach przemysłowych. Jest trudno rozpuszczalny w wodzie. Tlenek węgla ma nieco mniejszą gęstość od powietrza, jako produkt spalania paliw (czad) powstaje jednak w mieszaninie z ciężkim dwutlenkiem węgla. Bromowodory. Opisać jego trwałość. Borowodory–wiązania z deficytem elektronowym. Borowodory tworzą szeregi homologiczne.•Najprostszym borowodorem jest diboran, B2H6.•Mimo podobnego wzoru do etanu, zdecydowanie inna struktura –niedobór elektronów.• Tworzą się wiązania zdelokalizowane–wielocentrowe o ułamkowej rzędowości. B2H6 występują w nim trójcentrowe-dwuelektronowe wiązania B-H-B. Jest wysoce reaktywny, z powietrzem tworzy mieszaninę wybuchową, łatwo ulega samozapłonowi pod wpływem wilgoci, jest nietrwały. Na skalę przemysłową diboran otrzymuje się w wyniku wysokotemperaturowej redukcji fluorku boru wodorkiem sodu: 2BF3 + 6NaH → B2H6 + 6NaF Wykorzystywany jako reagent do otrzymywania organicznych i nieorganicznych związków boru, reduktor, katalizator, paliwo rakietowe – jest nietrwały w obecności wody lub tlenu z powietrza. B2H6 + 6H2O  2B(OH)3 + 6H2 … B2H6 + 3O2  B2O3 + 3H20 Borany tworzą szereg skomplikowanych, przestrzennych struktur. Struktura boranów jest zdeterminowana przez liczbę par elektronowych w szkielecie związku, a nie przez liczbę atomów boru. Teoria rozpuszczalnikowa Teoria rozpuszczalnikowa kwasów i zasad. Nawet niewielka dysocjacja rozpuszczalnika może wpłynąć na zachowanie się rozpuszczonych w nim substancji. Według teorii rozpuszczalnikowej kwasem jest substancja, która po rozpuszczeniu wytwarza kation charakterystyczny dla rozpuszczalnika. Czyli w wodzie gdzie kationem charakterystycznym jest H3O+ wszystkie substancje wytwarzające w roztworze wodnym ten kation są kwasami. Zasady to substancje wytwarzające charakterystyczny dla danego rozpuszczalnika anion. Okazało się, że można wyróżnić dwie grupy, z punktu widzenia wzajemnego powinowactwa, kwasów i dwie grupy zasad. w roku 1963 Pearson nazwał je kwasami lub zasadami twardymi i kwasami lub zasadami miękkimi i określił regułę według której twarde kwasy łączą się najchętniej z twardymi zasadami i odwrotnie. Ogólnie twarde kwasy czy zasady charakteryzują się małą polaryzowalnością i małymi rozmiarami atomów stanowiących w cząsteczce kwasu akceptory pary elektronowej a w zasadzie jej donory. Twarde kwasy redukują się trudno, a twarde zasady trudno utleniają. Różnica elektroujemności atomu akceptorowego i atomu donorowego jest dużą. W przypadku miękkich kwasów i zasad polaryzowalność jest znaczna, rozmiary atomów duże. Kwasy łatwo się redukują a zasady łatwo utleniają. Różnica elektroujemności pomiędzy atomami donorowymi i akceptorowymi jest niewielka. Trwałość kompleksów. Od czego zależy? Ograniczenia.Czynniki wpływające na trwałość zw. kompleksowych – dla ligandów – twardych zasad wiążących twardy kwas, im większa zasadowość tym kompleks jest trwalszy. Dla ligandów – miękkich zasad wiążących miękki kwas, decyduje tendencja do tworzenia silniejszego wiązania kowalencyjnego. Kompleksy chelatowe są trwalsze od ich niechelatowych odpowiedników - efekt chelatowy. Kompleksy makrocykliczne są jeszcze trwalsze od swoich chelatowych odpowiedników – efekt makrocykliczny. W przypadku kompleksów chelatowych i makrocyklicznych ważna rolę odgrywa wielkość wewnętrznego pierścienia koordynacyjnego oraz sekwencja tych pierścieni. W przypadku kompleksów makrocyklicznych ważną role odgrywa wielkość wnęki wewnątrz pierścienia.Procesy solwatacji muszą wpływać na trwałość kompleksu. Zmiana rozpuszczalnika wpływa na zmianę energii solwatacji, a tym samym skutkuje zmianą trwałości kompleksu. Trwałość kompleksów z tym samym ligandem zmienia sięw następujących szeregach:Ca2+> Sr2+> Ba2+. … Li+< Mg2+< Al3+. Metody i mechanizmy przenoszenia elektronów Reakcje przeniesienia elektronu 􀂉Mechanizm zewnątrzsferowy-elektron jest przenoszony bez zmian w sferach koordynacyjnych reagentów. Mechanizm wewnątrzsferowy-przeniesieniu elektronu towarzyszą zmiany w sferach koordynacyjnych reagentów. Mechanizm wewnątrzsferowego przeniesienia elektronu􀂉Charakterystyka : Elektronjest przenoszony z reduktora do utleniacza w wyniku utworzenia dwurdzeniowego kompleksu przejściowego, w którym atomy centralne połączone sąligandem mostkującym.􀂉Warunki:1) obecność mostkującego liganda; 2) jeden z kompleksów względnie labilny; 3) bardziej prawdopodobny mechanizm, gdy reduktorami są kompleksy niektórych metali jak: Cr(II), V(II). Gazy szlachatne – helowce. Związki ksenonu•Wśród związków ksenonu występują fluorki (XeF2, XeF4, XeF6), oksyfluorki (XeOF2, XeOF4, XeO2F2, XeO3F2, XeO2F4) i tlenki (XeO3i XeO4).•Znane sąXeCl2 oraz XeBr2.•Tworzone są kationy jak np. XeF5+powstający w wyniku dysocjacji XeF6w ciekłym HF.•Ksenon tworzy też z fluorowcami struktury mostkowe jak np. Xe2F3+-rolę mostka pełni tu jon F-.•Połączenia z innymi pierwiastkami: HXeH, HXeCl, HXeBr, HXeI, HXeCN, HXeNC, HXeOH, HXeSH –ten ostatni jest pierwszym otrzymanym związkiem helowca z siarką. Helowce•Hel nie jest reaktywny. Tworzy jony He2+.•Neon: tworzy klatraty z wodą, toluenem i fenolem. Udało się zidentyfikować też jego jony: Ne+, (NeAr)+, (NeH)+, (HeNe)+.•Argon: hydrat i klatrat z hydrochinonem, jego trwałe połączenia z wodorem i fluorem są znane od bardzo niedawna.•Krypton: hydrat, składający siępodobnie jak u argonu z 6 cząsteczek wody; klatraty z hydrochinonem i toluenem. Związki: halogenki (z fluorem KrF2, KrF4), kwas kryptonowy H2KrO4i jego sól kryptonian baru BaKrO4. Zidentyfikowano teżjony ArKr+, KrH+i KrXe+. •Ksenon: poznano jużok. 80 związków Xe z tlenem i fluorem. Ksenon nie reaguje z innymi halogenami, nie reaguje z wodą, tylko sięw niej rozpuszcza. Poznano teżnp. ksenonian sodu (VI), deuterek i wodorek ksenonu. Jego fluorki sąbezbarwne (a Xe występuje na +II, +IV, +VI, +VIII stopniu utlenienia).•Radon tworzy jony Rn2+, reaguje z fluorowcami lecz nie można uzyskaćtych halogenków w ilościach wagowych z powodu ich krótkotrwałości. Z innymi substancjami nie reaguje. Tworzy podobnie jak inne helowce, klatraty. Który związek najszybciej rozłoży się pod wpływem światła? AgI czy NaI majac dane wartości energii jonizacji i sublimacji? Pod wpływem światła szybciej rozłoży się NaI, ponieważ ma mniejszą wartość energii jonizacji. Do odrywania kolejnych elektronów sa potrzebne mniejsze wartości niż w AgI, więc związek rozpadnie się szybciej. Ze wzrostem ciśnienia wzrasta temperatura sublimacji. NaI ma niższą wartość temperatury sublimacji, więc rozłoży się pod wpływem szybciej niż związek AgI, ponieważ ma on nie co większa temperaturę sublimacji. Wytłumacz tendencję zmian temperatur topnienie dla: AlF3>>AlCl3<AlBr<AlH3 oraz temperatur wrzenia w szeregu: NH3<H2O>HF.Temperatura topnienia i wrzenia rośnie wraz ze wzrostem promienia i kąta między cząsteczkami. Zależy od oddziaływań londonowskich, oddziaływania jon-jon (tym wyższa temperatura topnienia). Wiązania wodorowe ( im większa zdolność do tworzenia wiązań wodorowych tym wyższa temp topnienia.). Trwały moment dipolowy.Temperatura wrzenia zależy od oddziaływań dipol trwały – dipol trwały (tym wyższa temperatura wrzenia). Na podstawie struktury jonowej wyjaśnić dlaczego w hydrolizie BeCl2 powstaje BeO a dla CoCl2 taka reakcja nie zachodzi. BeCl2 + H2O --->BeO +2HCl Hydroliza zwiazku BeCl2 zachodzi w taki sposob poniewaz pomiedzy jonem Be2+ z bardzo małym jonem wodorowym zachodzi efekt wspolzawodnictwa. Efekt ten zachodzi pomiedzy wszystkimi metalami 2 gr. z jonem wodorowym i podczas hydrolizy wydzielaja sie tlenki. Przykladami moga byc: MgCl2 + H2O ---><--- MgO + 2HCl…CaCl + H2O <--- CaO + 2HCl. Wykorzystanie amini i fosfin dla stabilizacji nietypowych stopni utlenienia, jakich, uzasadnij.Fosfiny i ich pochodne (analogia amin) rowniez sa zwiazkami ktore moga stabilizowac nietypowe stopnie utlenienia. NISKIE STOPNIE UTLENIENIA. Fosfor posiada nie zapelnione orbitale d ktore moze wykorzystywac je do tworzenia wiazania. W azocie takich orbitali NIE MA. Przebieg hydrolizy w środ.zasadowym kompleksów CoCl(py)5 2+ oraz CoCl(Nh3)3 2+. zapisz równania reakcji i przyczyny ewentualnych różnic.Hydroliza w środowisku zasadowym zachodzi według ponizszego schematu: [Co(NH3)5Cl]2++ OH- ---> [Co(NH3)5Cl(OH)]+ … [Co(NH3)5Cl(OH)]+ ----> [Co(NH3)5(OH)]2+ + Cl- Hydroliza w srodowisku kwaśnym: [Cr(H2O)5X]2+ ----> [Cr(H2O)5]3+ + X- … X-+ H+--->HX … Cr(H2O)5]3+ + H2O [Cr(H2O)6]3+ ODP. [CoCl(py)5 ]2+ + OH- ----> [CoCl(py)5(OH)]+ … [CoCl(py)5(OH)]+ ---> [Co(py)5(OH)]2+ + Cl- … [CoCl(NH3)3]2+ + OH- ----><---- [CoCl(NH3)2(NH2)]+ + H2O … [CoCl(NH3)2(NH2)]+ ---> [Co(NH3)2(NH2)]2+ + Cl- … [Co(NH3)2(NH2)]2+ + H2O ---> [CoCl(NH3)3(OH)]2+. Przyczynami roznic jest roznica ligandow w kompleksach. W przypadku ligandu py nie ma mozliwosci deprotanacji. W przypadku 2 kompleksu wystepuje ligand NH3 gdzie mozliwa jest deprotanacja i wystepuje hydroliza przez mechanizm sprzezonej zasady. LiCl czy LiBr ma wyższą temp. topnienia? Wyzsza temperature topnienia ma LiBr poniewaz: - oddzialywania londona dchwil-dind zaleza od polaryzacji. Kiedy promien rosnie rosnie polaryzowalnosc za czym idzie rosna sily oddzialywania londonowskiego. Br ma wiekszy promien wiec wieksza polaryzowalnosc za czym idzie wieksze oddzialywania londonowskiego wiec ma wieksza temp. Topnienia. - oddzialywania jon-jon ( zaleza od ladunku wielkosci jonu w zwiazkach jonowych i od potencjalu) Br- jest wiekszy od Cl- wiec ma wieksze oddzialywania i temp topnienia jest wieksza. Czy jon CN- dobrze stabilizuje niskie stopnie utlanienia jonów centralnych w zw. kopleksowych?Dlaczego?Ligand stabilizujący niskie stopnie utleniania jonu centralnego musi posiadać możliwość przyjmowania od jonu centralnego elektronów. Prowadzi to do podwyższenia formalnie niskiego stopnia utlenienia jonu centralnego, a tym samym umożliwia stabilizację układu. Cechy ligandów stabilizujących niskie stopnie utleniania:-mają możliwość tworzenia wiązań π–zwrotnych, co umożliwia obniżenie ładunku elektronowego na metalu-tworzą stosunkowo słabe wiązania σ–donorowe Warunek tworzenia wiązań zwrotnych nie jest warunkiem wystarczającym, gdyż istnieją ligandy tworzące takie wiązania i nie stabilizujące niskich SU, Takim ligandem jest jon CN-.Czyli CN- nie stabilizuje niskich stopni utlenienia mimo ze spelnia warunek tworzenia wiazan sigma-donorowych. Który z kompleksów Co(CN)6 3- czy CoF6 3+ szybciej ulega reakcji wymiany ligandu?Dlaczego? Szybciej reakcji wymiany ligandu ulega kompleks CoF6 3+ poniewaz, jon CN- jest miekka zasada ktora spowalnia mechanizm wymiany ligandu i posiada wiazania zwrotne pi dlatego wolniej odchodzi od kompleksu. Zmieszano wodne roztwory sole zelaza(III) oraz soli fluorkowej czy mozna na tej drodze otwrzymac po usunieciu z roztworu trwaly krystaliczny osad FeF2.Uloz odpowiedni cykl termodynamiczny i na jego podstawie wyprowadz odpowiednie rownanie. Jaka zaleznosc musi spelniac to rownanie.3FeF2----> 2FeF3 + Fe … Od 3FeF2 bedzie szla strzalka w dol -3U FeF2 i powstanie 3Fe2+(g) + F-(g). ----> na ktora jest 2 I3 i powstaje 2Fe3+(g) + 3F-(g) + Fe2+(g) Nastepnie od 2Fe3+ idzie w gore strzalka do 2FeF3 z ktora jest 2UFeF3. …. I od Fe2+ w gore strzalka do Fe(s) z ktora jest –S i –( I1+I2 )Trzeba policzyc delte H :P ale nie mamy wartosci noi wiadomo ze jak bedzie wieksza od zera to osad bedzie trwaly :) a jak mniejsza od zera to bedzie nietrwaly. Podjrzewamy ze jednak wyjdzie mniejsza poniewaz trwalszy jest FeF3 :). Teoria Lewisa, równania do zrobienia, ale wszystkie związki były z jednej grupy albo okresu. Teoria kwasów i zasad Lewisa - teoria określająca właściwości kwasowe i zasadowe substancji chemicznej na podstawie jej zdolności akceptorowo-donorowych. Kwas Lewisa to związek chemiczny (oznaczany zazwyczaj symbolem "A"), który może przyjąć parę elektronową od zasady Lewisa ("B"), będącej donorem pary elektronowej. W ten sposób powstaje tzw. addukt AB: A + :B → A—B.