Wykład 12 - Pierwiastki bloku p

Borowce

Symbol B Al Ga In Tl

Nazwa bor glin gal ind tellur

Konfiguracja 2s2_p1 _3s2_p1 _4s2_3d10_4p1 _5s2_4d10_5p1 _6s2_5d10_4f14 _6p1 Stopień utlenienia +3 +3 +1,+3 +1,+3 +1,+3 Liczby koordynacyjne 3,4 3,4,6 2,3,4,6 2,3,4,6, 2,3,4,6 Masa atomowa 10,81 26,98 69,72 114,82 204,38 Temp. topnienia [K] 2500 933,3 302,9 429,3 575,6 Temp. wrzenia [K] 2820 2740 2520 2340 1726 Gęstość [g/cm3_{] 2,34 2,70 5,9 7,31 11,85} Elektroujemność 2,04 1,61 1,81 1,78 2,10 Promień atom. [pm] 90 143 141 166 171 Promień jonowy [pm] 25 53 61 76 89 Potencjał stand. [V] –1,66 –0,53 –0,34 +1,25 borowce – 13 (dawniej IIIA) grupa pierwiastków układu okresowego; trzy z sześciu węglowców znano już w starożytności. Były to węgiel, cyna i ołów. Krzem i german zostały odkryte w XIX wieku (krzem przez Antoine Lavoisiera, zaś german przez Clemensa Alexandera Winklera). Flerovium zostało otrzymane sztucznie w 1999 roku przeznaukowców z Instytutu Badań Jądrowych w Dubnej

Grupa→ ↓ Okres 13 IIIA 2 5_B 3 13 Al 4 31 Ga 5 49 In 6 81_Tl

Występowanie w przyrodzie

0,001 7,45 0,002 0,00001 0,00001 0 1 2 3 4 5 6 7 8 B Al. Ga In Ta %

bor występuje w postaci minerałów: boraks Na2B4O710H2O, kernit Na2B4O74H2O oraz

kolemanit Ca2B6O115H2O

glinwystępuje w glinokremianach: kaolinicie [Al4(OH)8][Si4O10]

silimanicie Al2SiO5 albicie Na[AlSi3O8] ortoklazie K[AlSi3O8] boksycie Al2O3xH2O kriolicie Na3[AlF6] gibbsycie Al(OH)3 granicie

bazalcie (skały magmowe) korundzie Al2O3(rubin, szafir)

berylu Be3Al2(SiO3)6+ domieszki Fe, Cr, Mn, V, Cs

Otrzymywanie

bor otrzymuje się poprzez redukcję tlenku magnezem:

B

2

O

3

+ 3Mg = 2B + 3MgO

glin otrzymuje

się z rudy boksytowej, po wstępnej przeróbce do Al

2

O

3

, a

następnie poprzez elektrolizę w stopionym kriolicie Na

3

AlF

3

:

K: 4Al

3+

_{+ 12e}

-



_4Al

A: 6O

2-

_{- 12e}

-



_3O

2

Zastosowanie

bor– stosuje się jako domieszkę do półprzewodników

glin– czysty, krystaliczny jest kruchy i łamliwy, sproszkowany używany jest w hutnictwie do redukcjitlenków metali (aluminotermia)

- ogromne znaczenie, zewzględu na małą gęstość i wysoką odporność na korozję mają stopy aluminium

- stopy Al z Cu i Mo (duraluminium)

- siluminy (stopy z Si), wykorzystywanesą w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym

gal - tworzy stopyużytkowe z licznymi metalami

ind - bywa stosowany w stopach dentystycznych, składnik powłok antykorozyjnych, stosowany w produkcjitranzystorów

Własności chemiczne i fizyczne



borwystępuje w trzech odmianach alotropowych:

 romboedrycznej

 romboedrycznej

 oraz tertragonalnej

 bor krystaliczny jest słabym przewodnikiem prądu elektrycznego

podstawową komórką sieci krystalicznej każdej z tych odmian alotropowych jest

dwudziestościan (iksoaedr) zawierający w narożach 12 atomów boru

 czysty borwyizolowało w 1808 jednocześnie trzech chemików: Humphry Davy, Joseph Louis Gay-Lussac i Louis JacquesThénard

ważniejsze minerały boru to: boraks, kernit, kolemanit i aszaryt

bor tworzy szeregzwiązków chemicznych, w których przyjmuje stopnie utlenienia od -III do III (borowodorek sodu NaBH₄, borowodory, np. diboran B₂H₆, borazol (nieorganiczny

benzen) B3N3H6, czterochlorek czteroboru B4Cl4, tlenek boru(II) B2O2, tlenek

boru B₂O₃, kwas borowy H₃BO₃, boran trimetylu B(OCH₃)₃)

świeże warzywa i owoce, a wśród tych ostatnich przede wszystkim orzechy

jest niezbędny dla roślin i zwierząt; u roślin odpowiada za transport związków organicznych w łyku (głównie cukrów), wpływa na prawidłowy wzrost łagiewki pyłkowej (jego brak powoduje zahamowanie jej wzrostu), wpływa na wytworzenie elementów płciowych u roślin; jest pierwiastkiem, który bardzo trudno przemieszcza się w roślinie

wpływ na organizm człowieka, przede wszystkim na jego kościec; przypuszcza się, iż jest niezbędny do prawidłowej gospodarki wapniowej organizmu; razem z wapniem, magnezem iwitaminą D reguluje metabolizm, wzrost, rozwój tkanki kostnej  jegoniedobór powoduje utratę wapnia i demineralizację kości

 stabilne izotopy to10_{B (19%) oraz}11_{B (81%); w naturze nigdy niewystępuje jako wolny}

pierwiastek, jegogłównym źródłem jest boraks

z wodorem tworzy borowodory oogólnym wzorze BnHn+4lub BnHn+6- substancje toksyczne;

w reakcji zwodą tworzą kwas ortoborowy:

B2H6+ 6H2O = 6H2+ 2H3BO3

 z metalami tworzy borki MnBm, które charakteryzują się dużą odpornością na czynniki

chemiczne, wysokimi temperaturami topnienia (naogół powyżej 2300K)

 w postaci wolnego pierwiastka stosujesię jako domieszkę do półprzewodników, natomiast związki boru znajdują zastosowanie w postaci lekkich materiałów, nietoksycznych środków owadobójczych i konserwantów oraz odczynników dla syntezy chemicznej

 w technicejądrowej stosowany w produkcji szkła ochronnego, liczników borowych, i prętów regulacyjnychreaktorów jądrowych (z uwagi na duży przekrój czynny, ok. 75 000 fm²)  związki boru barwią płomień na kolor zielony

 wwiększych ilościach, związki boru, szczególnie te lotne, są trujące



glin jest kowalnym, ciągliwym, dającym się łatwo

rozwalcować srebrzystym metalem; posiada bardzo duże

powinowactwo do tlenu, w związku z czym utlenia się na

powietrzu,ulegając pasywacji

czysty, krystaliczny glin jest kruchy iłamliwy

reaguje z rozcieńczonymi kwasami wypierając wodór: 2Al + 6HCl 2AlCl3+ 3H2

Własności chemiczne i fizyczne

w reakcji zestężonymi kwasami utleniającymi wydziela tlenki niemetali:

Al + 4HNO₃Al(NO₃)₃+ NO + 2H₂O

w stężonym kwasie azotowym ulega pasywacji

 podgrzewany reaguje z tlenem obecnym w powietrzutworząc tlenek. Glin łatwo

roztwarza się w mocnych zasadach, takich

jak NaOH lub KOH wypierając wodór i przechodząc w tetrahydroksoglinian

sodu:

 istnienie tego pierwiastka i nazwę zasugerował Louis-Bernard Guyton de Morveau w 1761 r. W 1807 sir Humphry Davy zaproponował współczesną nazwę (aluminium). Istnieją kontrowersje na temat tego kto pierwszy wyodrębnił ten pierwiastek w stanie czystym. Według jednych źródeł był to Friedrich Wöhler w 1827 r. wg innych Hans Christian Ørsted w 1825 r. Amerykanin Charles Martin Hall i Francuz Paul-Louis ToussaintHéroult w 1886 opracowali produkcję glinu na skale przemysłową. Niezależnie od siebie opracowali metodę otrzymywania aluminium w procesie elektrolizy stopionej mieszaniny kriolitu i boksytu, obecnie znanym jako proces Halla-Heroulta.

 dobrze odbija promieniowanie elektromagnetyczne, czysty glin odbija do 99%światła widzialnego i do 95% podczerwieni

 mała gęstość i odporność na korozję - stopy Al z Cu i Mg zwane duraluminium są używane do wyrobu części karoserii i silników samochodów, poszycia i elementów konstrukcyjnych samolotów, części statków kosmicznych. Aluminium utwardzane dyspersyjnie jest wykorzystywane w produkcji koszulek elementów paliwowych i konstrukcyjnych rdzeni niektórych badawczych reaktorów jądrowych. Stopów Al z Mn i Mg - produkcja puszek do napojów (stopy 3004 lub 3104 na ścianki oraz 5182 na wieczka).

 próżniowe napylenie Al na powierzchnię szkła lub przezroczystych tworzyw sztucznych wykorzystywane jest do produkcji luster

 sproszkowany Al używany jest w hutnictwie do otrzymywania metali z ich tlenków w procesie aluminotermii. Stosowana w tym procesie mieszanina glinu oraztlenków metali jest znana podnazwą termit. Termitu używa się do produkcji broni, oraz do spawania rur i szyn kolejowych.Pył glinowy jest często składnikiem farb metalicznych odpowiedzialnym za charakterystycznypołysk.

 w syntezie chemicznej pył aluminium stosowany jest w reakcjach uwodorniania i jako zamiennik Zn w reakcji Reformatskiego

 stosowany jest również w przemyśle spożywczym, jako barwnik metaliczny (srebrne dekoracje ciast itortów)

 istnieją przesłanki, że ma związek z chorobą Alzheimera

 folie aluminiowe stosowane są do pakowania i różnorodnych celów w technikach laboratoryjnych oraz jako ekran cieplny (odbijający promieniowanie podczerwone) do zapobiegania utratyciepła

 rubin z Indii– czerwona odmiana korundu

 wodorowęglan glinu Al(HCO₃)₃, ortofosforan glinu AlPO₄oraz krzemian glinu Al₂(SiO₃)₃są stosowane jako leki przy nadkwasocie

 jestcałkowicie asymilowany przez wątrobę i nie wydalany na zewnątrz, nie wykazując przy tym typowych cech toksycznych. Jednak w przypadku termicznej obróbki żywności, przy bezpośrednim kontakcie z wodą, glin wykazuje wysoką rozpuszczalność i w nadmiernych ilościach przenika do pożywienia. Z tego powodu w Polsce już w latach 80. systematycznie wycofywano z użytku naczynia aluminiowe i obecnie jego znaczenie jest marginalne. Nadmiar Al nadmiernieobciąża wątrobę, a przyjmowanie dużych dawek tego pierwiastka, zwłaszcza w okresie dzieciństwa, skutkuje upośledzeniem funkcji i mniejszą wydajnością tego organu w późniejszych latach. Al łatwo asymiluje się ze związkami Ca łatwo przyswajalnego dozwiązków trudno przyswajalnych.

 nie jest pierwiastkiemniezbędnym dla życia roślin. Mało tego, w dużych ilościach może być toksyczny zarówno dla roślin, jak i dla zwierząt zjadających roślinę zawierającą Al. Obecność Al w glebie związana jest z obecnością jonów H+_{. Abypozbyć się glinu z gleby,}

najczęściej stosuje się równolegle neutralizacje pH oraz sadzenie roślin, które pobierają glin z gruntu wwiększych ilościach.

gal , ind i tal

są srebrzystymi miekkimi metalami

 ich tlenki i i wodorotlenki

mają charakter amfoteryczny

związki talu są silnie trujące

 pierwiastkowy niewystępuje w przyrodzie; uzyskuje się poprzez wytapianie

 należy unikać przechowywania go w pojemnikach ze szkła, ponieważ rozszerza się on podczaskrzepnięcia o ok. 3,1%

 w stanie ciekłym tworzy spontanicznie stopy z wieloma innymi metalami, dlatego nie należy go przechowywać w metalowych pojemnikach

 niska temperatura topnienia (ok. 29,8°C) pozwala na roztopienie Ga poprzez trzymanie go wdłoni. W stanie ciekłym ma tendencję do przechładzania się; jest jednym z niewielu metali (obok rubidu, cezu, fransu i rtęci), które są ciekłe w temperaturze zbliżonej do pokojowej, w związku z tym znajduje zastosowanie przy produkcji wysokotemperaturowychtermometrów.

 posiada bardzo wysoką temperaturę wrzenia i bardzo niską prężność pary; nie jest on trujący

 krystalizuje w układzie rombowym; wiązania pomiędzy najbliższymi atomami mają charakter kowalencyjny, w związku z czym podstawowymi cząsteczkami budującymi kryształy galu są dimery Ga2

 powoli roztwarzasię w mocnych kwasach i zasadach

 fluorek, arsenek i fosforek galu mają własności półprzewodnikowe. Domieszkuje się nimi krzem stosowany wprzemyśle elektronicznym. Warstwy z arsenku galu stosuje się w ultraszybkich procesorach.

 odkryty w 1863 r. przez Ferdinanda Reicha i Hieronymousa Theodora Richtera z Akademii Górniczej we Freibergu. Nazwa pochodzi od koloru indygo jego linii spektralnej (451,13 nm)

 w temp. pokojowej jest odporny na działanie powietrza (dopiero w podwyższonej temp. tworzy tlenek)

 nie reaguje z kwasaminieutleniającymi; z H2SO4i HNO3reaguje nagorąco

 rozpuszczasię w roztworach zasad

 wwyższych temperaturach reaguje z chlorowcami, siarką i azotem

 występuje w minerałach: rokezycie CuInS₂, indycie FeIn2S4 i gallindycie In(OH)3; często

towarzyszy rudom cynku,żelaza, miedzi i cyny

 metaliczny otrzymuje się przez redukcję tlenku indu wodorem lub metodą elektrolizy roztworu jego soli

 dodatek stopowy (np. do stali) podwyższający ich twardość i odporność na korozję. Niektóre stopy indu mają właściwości nadprzewodzące. W postaci tlenku indowo-cynowego jest wykorzystywany w wyświetlaczach ciekłokrystalicznych (LCD). W 2007 r. 75% rocznej produkcji Inzużyto do produkcji LCD. Zaledwie 8% odbiorników telewizyjnych naświecie są odbiornikami LCD, co stwarza potencjalnie duży wzrost zapotrzebowania na ten element. W 2011 globalna produkcja induwyniosła 1800 ton, z czego Japonia zużyła 60%

 reaguje zrozcieńczonymi mocnymi kwasami nieorganicznymi (z wyjątkiem HCl), wypierając z nichwodór

 w kontakcie z kwasem chlorowodorowym pokrywa się pasywną warstwą nierozpuszczalnego chlorku talu(I) (TlCl).Potencjał standardowy Tl+_{/Tl wynosi -0,34V.}

 kationy Tl+ _{są bezbarwne, wodorotlenek talu(I) (TlOH) jest rozpuszczalną w wodzie,}

mocną zasadą

 jony Tl3+_{istnieją w roztworze tylko przy pH bliskim 0, w wyższym wytrąca się Tl(OH)} 3,który

nie mawłaściwości amfoterycznych.  związki talu są silnie toksyczne

 tal w formiepyłu jest również silnie toksyczny, gdyż utlenia się w kontakcie z powietrzem; dozatruć może dojść drogą pokarmową lub oddechową

 dawniej sole talubyły częstym składnikiem trucizn przeciw gryzoniom. Ofiary zatrucia talem występują w powieści Agathy Christie Tajemnica bladego konia. Antidotum dla zatruć związkami talu(III) jest błękit pruski, który tworzy trwałe, nieprzyswajalne związki kompleksowe z tym pierwiastkiem.

 odkryty w 1861 r. przez Sir Williama Crookesa

Symbol C Si Ge Sn Pb

Nazwa węgiel krzem german cyna ołów Konfiguracja 2s2_p2 _3s2_p2 _4s2_3d10_4p2 _5s2_4d10_5p2 _6s2_5d10_4f14 _6p2 Stopień utlenienia +2,+4 +4 +2,+4 +2,+4 +2,+4 Masa atomowa 10,81 26,98 69,72 114,82 204,38 Temp. topnienia [K] 3820 1680 1220 505 600 Temp. wrzenia [K] 5100 2750 3103 2960 2024 Gęstość [g/cm3_{] 2,1–2,3 2,33 5,32 7,28 11,34} Elektroujemność 2,55 1,9 2,01 1,78 2,33 Promień atom. [pm] 77 118 122 140 133 Promień jonowy [pm] 30 40 53 83 79 Potencjał stand. [V] –0,14 –0,13

Węglowce

Grupa→ ↓ Okres 14 IVA 2 _C6 3 14 Si 4 32 Ge 5 50 Sn 6 _Pb82

węglowce – grupa pierwiastków 14 (dawniej IVA)

Występowanie w przyrodzie

węgiel występuje przede wszystkim w postaci tlenku węgla (IV) CO

2

(0,03% obj. powietrza),

węglanów: CaCO

₃

(wapień, marmur, kreda),

MgCO

3

(magnezyt), CaCO

3



MgCO

3

(dolomit), FeCO

3

(syderyt), w materii

ożywionej oraz w złożach pochodzenia biologicznego: węgiel kamienny,

ropa naftowa, gaz ziemny

w stanie wolnym

występuje w niewielkich ilościach w postaci grafitu i

diamentu

największy diament „Gwiazda Afryki” 530.2karatów (106.04 g) antracyt

krzem

występuje w postaci glinokrzemianów: kaolinit [Al

4

(OH)

8

][Si

4

O

10

],

silimanit Al

₂

SiO

₅

, albit Na[AlSi

₃

O

₈

], ortoklaz K[AlSi

₃

O

₈

], a

także w postaci

tlenku krzemu (IV) SiO

₂

– krzemionki (piasek) oraz kwarcu

agat ametyst jaspis krzemień krzemień_pasiasty

kryształ

german

występuje jako domieszka w niektórych gatunkach węgla

kamiennego;

podstawową rudą germanu jest germanit Cu

3

(Ge, Fe)S

4

cyna

występuje w postaci kasyderytu SnO

2

ołów posiada kilka znaczących minerałów: PbS (galena), PbCO

2

(cerusyt), PbCrO

4

(krokoit) oraz PbSO

4

(anglezyt)

Zastosowanie

german ,

służy jako domieszka półprzewodników krzemowych

cyna - stopy Sn i Cu -

brązy używane są na elementy sprężyste, tuleje i

panwie

łożyskowe, monety, elementy pracujące w wodzie morskiej,

armaturę, odlewy artystyczne

ołów - obecnie w akumulatorach, do produkcji osłon w reaktorach

jądrowych i aparatach rentgenowskich, pojemników do transportu izotopów

radioaktywnych

znanych jest kilka odmian alotropowych węgla, z czego najbardziej znane to grafit oraz diament

właściwości fizyczne węgla zależą od odmiany w jakiej występuje, np.:

diament jest przezroczysty, natomiast grafit jest nieprzezroczysty i czarny

 diament jest jednym z najtwardszychmateriałów na ziemi, podczas gdy grafitem można narysować kreskę na papierze

diament ma bardzo niskie przewodnictwowłaściwe, a grafit jest dobrym przewodnikiem elektrycznym

 diament posiada najwyższą przewodność cieplną z wszystkich znanych materiałów w warunkach normalnych

 wszystkie odmiany alotropowe węgla są w warunkach normalnychciałami stałymi

 innymi odmianami alotropowymi węgla są: fuleren oraz formy poliynowe

a) diament, b) grafit, c) lonsdaleit d) fuleren C60 e) fuleren C540 f) fuleren C70 g) węgiel amorficzny, h) nanorurka

wszystkie formywystępowania węgla są wysoce stabilne, wymagają wysokiej temperatury żeby przereagować nawet z tlenem

największe ilości nieorganicznego węgla występują w postaci skał wapiennych, dolomitów oraz dwutlenkuwęgla, natomiast znaczne ilości węgla organicznego znajdują się w paliwach kopalnych

 tworzywięcej związków niż wszystkie inne pierwiastki chemiczne (bazia Beilstein w roku 2008; 10 853 341)

 w ludzkim ciele jest po tlenie najliczniejszym pierwiastkiem ze względu na masę (ok. 18,5%)

ma powinowactwo do tworzeniawiązań chemicznych z innymi małymi atomami, włączając w to inne atomywęgla oraz tworzenia wielu wiązań kowalencyjnych z tymi atomami w wyniku czegozwiązki zawierające węgiel w swojej strukturze stanowią znaczną cześć wszystkich znanychzwiązków, liczba ich dochodzi do dziesięciu milionów.

posiadatakże najwyższe temp. topnienia oraz sublimacji z wszystkich pierwiastków przyciśnieniu atmosferycznym nie występuje w ogóle topnienie węgla, lecz sublimacja w temperaturachrzędu 3900K - jego punkt potrójny występuje przy ok. 10 MPa (100 bar) sublimuje do łuku węglowego w temperaturze ok. 5800K. więc niezależnie od odmian alotropowych pozostajeciałem stałym w wyższych temperaturach, niż metale o najwyższych temperaturach topnienia (wolfram i ren)

nie reaguje z kwasem siarkowym, kwasem solnym, chlorem ani zasadami

wpodwyższonej temperaturze węgiel reaguje z tlenem, tworząc tlenki węgla, oraz redukuje wiele tlenków metali, takich jak tlenek żelaza, do metalu. Ta reakcja egzotermiczna jest wykorzystywana wprzemyśle żelazowym i stalowym do kontroli zawartości węgla w stali: Fe3O4+ 4C(s)→ 3Fe(s)+ 4CO(g)

z siarką tworzy dwusiarczek węgla, a z parą wodną tlenek węgla i wodór: C(s)+ H2O(g)→ CO(g)+ H2(g)

węgiel reaguje z niektórymi metalami, tworząc węgliki, takie jak węglik żelaza (cementyt) czy węglik wolframu, który dzięki swojej twardości jest używany w różnego rodzaju narzędziach tnących

paliwo kopalne

 naturalnazawartość izotopu14_{C wykorzystywana jest do tzw. datowaniaradiowęglowego.}

W czasie życia w organizmie żywym przyswajane są związki z węglem 14_{C i odkładane}

wewnątrz tkanek. Po śmierci węgiel rozpada się. Podczas określania wieku organizmu mierzy się proporcję węgla14_{C docałkowitej ilości węgla.}

 grafit w poligrafii do produkcjiołówków oraz jako jedna z elektrod w spawalnictwie

diament w jubilerstwie,urządzeniach pomiarowych, narzędziach do skrawania, zwłaszcza szlifowania i wiercenia

 CO, tlenek

węgla(II), czad – bezwonny, bezbarwny, palny, silnie trujący

gaz (w hemoglobinie zajmuje miejsce

cząsteczki tlenu)

stosowany w metalurgii jako reduktor:

FeO + CO



Fe + CO

2

 w

obecności węgla aktywnego, jako katalizatora tworzy fosgen:

CO + Cl

2



COCl

2

 mieszanina CO i H

2

jest

surowcem

wyjściowym do produkcji

syntetycznej benzyny

CO jak ligand tworzy kompleksowe karbonylki M

1

_[M

2

_(CO)

n

]

Najważniejsze związki węgla

Antoine Lavoisiera w 1787 r.; Humphry Davy, w 1800 r.błędnie uznał, że krzem jest związkiem chemicznym i opinia ta przetrwała aż do 1824 r., kiedy to Jöns Jacob Berzelius otrzymał czysty krzem z krzemionki SiO2,

przeprowadzając ją kwasem fluorowodorowym w SiF4 i redukując go

potasem.

wzewnętrznych strefach Ziemi wynosi 26,95% wagowo.

SiO2wróżnych odmianach polimorficznych (kwarc, trydymit, krystobalit)

oraz krzemiany i glinokrzemiany stanowią większość skał tworzących skorupę ziemską

tworzyłańcuchy krzem-krzem, krzem-tlen-krzem oraz krzem-azot-krzem. Istniejedość liczna (około 300 000) grupa takich związków, jest ich jednak o wiele mniejniż związków węgla

ze względu na zdolność do tworzenia łańcuchów, krzem jest proponowany jako alternatywna wobecwęgla podstawa życia

najważniejsze związki krzemu to krzemionka, będąca podstawowym składnikiem piasku i szkła, kwasy krzemowe H2nSimO2m+n, ich sole –

krzemiany, które są składnikami szkła wodnego oraz chlorosilany i alkoksysilany podstawowe substraty do produkcji polisiloksanów i żeli krzemionkowych

szkielet Si promienióżek

Krzemiany

łańcuchowe pierścieniowe grupowe warstwowe

szkieletowe

krzem

elementarny

ma

strukturę

grafitu;

wykazuje

własności

półprzewodnikowe

domieszkowanie

zwiększa jego przewodnictwo elektryczne

Najważniejsze związki krzemu

SiO2tlenek krzemu (IV), kwarc

szkło – amorficzny przechłodzony ciekły SiO2– materiał otrzymywany w wyniku

stopienia krzemionki zróżnymi dodatkami, a następnie szybkiego ochłodzenia tak,

aby nie doszło do pełnej krystalizacji i, lecz aby w strukturze pozostało jak

najwięcej fazy amorficznej

R_nSiX_mO_y żywice silikonowe – stosowane jako: hydrożele stosowane jako

implanty tkanek miękkich (np: sztuczne piersi), jako gumy silikonowe, jako oleje

hydrauliczne, dodatki do farb,środki smarujące R to grupa alkilowa, zwykle metylowa lub fenylowa X to grupa funkcyjna, zwykle H, OH, Cl lub OR

grupy temogą ulegać dalszej kondensacji

aby w rezultacieutworzyć gęsto

usieciowane, nierozpuszczalne sieci polisiloksanowe

w 1869 r. Dymitr Mendelejew przewidział jego istnienie i niektóre właściwości

 w 1886 r., Clemens Winkler

posiada kilkanaście izotopów z przedziału mas 64-83, z czego 5 trwałych występuje w naturalnej mieszaninie

półprzewodnik wykorzystywany do produkcji tranzystorów, diod i innych elementów elektronicznych, światłowodów i katalizatorów polimeryzacji. pasmo wzbronione ma szerokość 0,67 eV, jest więc węższe niż w przypadku krzemu

 Podobnie jak w przypadku galu, sole germanu – zwłaszcza fluorki i arsenki wykazują własności półprzewodnikowe i elektroluminescencyjne, jednak za względu na większą dostępność galu, związki te nie są praktycznie wykorzystywane.

 pozyskuje się go głównie z zanieczyszczeń w minerale sfalerycie, a także z zanieczyszczeń rud cynku, ołowiu, miedzi i srebra

 nie reaguje zwodą, powietrzem a nawet z kwasami i zasadami, oprócz kwasu azotowego

szkło domieszkowane germanem jest przezroczyste dla promieniowania podczerwonego

znaczenie biologiczne jest nieznane;niektóre związki germanu, takie jak germanowodór czy chlorek germanu, mają działanie drażniące

tworzy odmiany alotropowe; w warunkach standardowychwystępuje w odmianieβ (beta)(układ tetragonalny), zwanej cyną białą, trwałej powyżej 13,2 °C (gęstości 7,3 g/cm³). W temp. niższych przechodzi w odmianę regularną α (alfa) o gęstości 5,85 g/cm³.

zmianagęstości jest równoznaczna ze zmianą objętości - cyna rozpada się, tworząc szary proszek zwany cyną szarą (zaraza cynowa)

 czysta cynabiała jest ciągliwa i kowalna, odporna na korozję

dobra dostępność, niska temp. topnienia, łatwość odlewania, dobre własności mechaniczne a także niska cena

używa się do warstw antykorozyjnych, zabezpieczania naczyń stalowych wprzemyśle spożywczym, np. puszek do konserw oraz konwi na mleko  stop cyny iołowiu ma niską temp. topnienia (np. przy 60% cyny jest to temp. ok. 180°C) i stosowany był do lutowania

stop cyny z dodatkiem antymonu - stop drukarski do wyrobu czcionek stopami cyny i miedzisą brąz cynowy oraz spiż (zawierający także cynk i ołów) używany do odlewania dzwonów

tlenek– kasyteryt (SnO2, 78,8% Sn) i siarczek– stannin (Cu2FeSnS4,

27,6% Sn)

0,004% wagowo; największe złoża cyny mieszczą się w Indonezji, Chinach, Tajlandii, Boliwii, Malezji, Rosji, Brazylii, Birmie i Australii

posiada 10występujących w przyrodzie trwałych izotopów; najbardziej rozpowszechniony jest izotop120_{Sn (ok. 33%)}

sztucznie wytworzono dalszych 29izotopów cyny o masie atomowej od 99 do 137 i okresiepołowicznego rozpadu od kilku ms do 230 tys lat

Kontynent Zasoby Europa 10 000 Azja 3 755 Ameryka 41 280 Afryka 6 270 minezyt

miękki metal barwy niebieskawoszarej

czysty pokrywa się na powietrzu warstwą wodorotlenku i węglanu halogenki (PbCl₂, PbBr2, PbI2) oraz siarczansą trudno rozpuszczalne, z

tego względu ołów praktycznie nie roztwarza się w rozcieńczonych kwasach siarkowym, HCl, HBr i HI

stężony HCl roztwarza ołów, dzięki tworzeniu się kompleksów chlorkowych, podobnie, gorący, stężony H2SO4, w niewielkim stopniu,

wprowadza jony Pb2+_{do roztworu - rozpuszczalny wodorosiarczan}

 reakcjaołowiu ze stężonym kwasem solnym: Pb + 2H+_{+ 4Cl}−_{→ PbCl}

2−4 + H2↑

reakcja ołowiu ze stężonym kwasem siarkowym Pb + 2H2SO4→ Pb2++ 2HSO−4+ H2↑

rozpuszcza się całkowicie w rozcieńczonym kwasie azotowym, z wydzieleniem tlenku azotu(II), a także w kwasie octowym, z wydzieleniem wodoru i utworzeniem octanowego kompleksu ołowiu(II)

reakcja ołowiu z rozcieńczonym kwasem azotowym 3Pb + 2NO−3 _{+ 8H}+_{→ 3Pb}2+_{+ 2NO↑ + 4H}

2O

reakcja ołowiu z kwasem octowym

Pb + 4CH3COOH → Pb(CH3COO)2−4 + 2H++ H2↑

zastosowanie: płyt akumulatorowych, baterii kabli, rur amunicji (rdzeni pocisków), śrutu, farb – białych i czerwonych, szkła ołowiowego "kryształowego„ , do wyrobu stopu czcionek do wykładania komór, wież i wanien przy produkcji kwasu siarkowego, ekrany zabezpieczające przed promieniowaniem X i promieniowaniem gamma,tetraetyloołów Pb(C2H5)4

(nazwa zwyczajowa: czteroetylek ołowiu) był stosowany jako środek podnoszący liczbę oktanową benzyn silnikowych

Azotowce

Grupa→ ↓ Okres 14 IVA 2 7 N 3 15 P 4 33 As 5 _Sb51 6 83_Bi

azotowce – grupa pierwiastków 15 (dawniej VA) grupyukładu okresowego

Symbol N P As Sb Bi

Nazwa azotl fosfor arsen antymon bizmut Konfiguracja 2s2_p3 _3s2_p3 _4s2_3d10_4p3 _5s2_4d10_5p3 _6s2_5d10_4f14 _6p3 Stopień utlenienia –1+5 –3,+3,+5 –3,+3,+5 –3,+3,+5 +3,+5 Masa atomowa 14,00 30,97 74,92 121,75 208,98 Temp. topnienia [K] 62,29 317,3 1090 903,7 544,5 Temp. wrzenia [K] 77,4 553,7 889 1908 1854 Gęstość [g/cm3_{] 1,25 1,82 5,72 6,69 9,78} Elektroujemność 3,07 2,06 2,20 1,82 1,68 Promień atom. [pm] 75 110 122 143 146 Promień jonowy [pm] 69 92 108 Potencjał stand. [V]

Występowanie w przyrodzie

azot

-

główny składnik atmosfery ziemskiej, w postaci związków

występuje przeważnie w organizmach żywych, wydobywany w postaci

NaNO

3

- saletry chilijskiej, rzadziej KNO

3

- saletry indyjskiej

fosfor -

występuje w postaci minerałów - apatytów, np. 3Ca

3

(PO

4

)

2



CaF

2,

ważny

składnik

muszli,

kości

i

zębów

-

apatyt

węgłanowy

3Ca

3

(PO

4

)

2



CaCO

3



H

2

O oraz hydroksylowy 3Ca

3

(PO

4

)

2



Ca(OH)

2

Otrzymywanie

 azot otrzymuje

się przez frakcjonowaną destylację skroplonego

powietrza

 fosfor otrzymuje

się przez ogrzewanie fosforanu wapnia z piaskiem i

koksem bez

dostępu powietrza w piecu elektrycznym w temp.

1570-1720K:

Ca

3

(PO

4

)

2

+ 3SiO

2

+ 5C



3CaSiO

3

+ 5Co + 1/2P

4

 antymon i bizmut otrzymuje

się przez prażenie siarczków, a następnie

redukcję otrzymanych tlenków węglem:

Sb

2

S

3

+ 5O

2



Sb

2

O

4

+ 3SO

2

Sb

2

O

4

+ 4C



2Sb + 4 CO

Zastosowanie

azot - surowiec

wyjściowy do produkcji amoniaku i kwasu azotowego,

związki azotu mają zastosowanie jako nawozy sztuczne, materiały

wybuchowe oraz tworzywa syntetyczne;

ciekły – chłodziwo

fosfor czerwony

służy do wyrobu zapałek; elementarny fosfor jest

surowcem do syntezy licznych

związków, w metalurgii służy jako dodatek

do

brązów fosforowych

antymon i bizmut stosowane

są jako dodatki stopowe: Sb - stop

łożyskowy, Bi - stop Rosego, Wooda (temp. top. 70

o

_{C); stop 50%Pb,}

Najważniejsze związki

NH

3

amoniak otrzymywany w syntezie Habera-Boscha:

3H

2

+ N

2



2NH

3

substrat do produkcji

nawozów sztucznych, materiałów wybuchowych

N

2

O tlenek azotu(I) (podtlenek azotu) - gaz

rozweselający, dawniej środek

znieczulający, dodatek do żywności E-942 (chipsy)

NO tlenek azotu(II) odgrywa

ważną rolę w organiźmie: reguluje ciśnienie

tętnicze krwi, hamuje agregację płytek krwi i leukocytów, wpływa na

pamięć), lokalny przepływ krwi

HNO

3

kwas azotowy w mieszaninie z HCl (w stosunku 1:3)

- woda

królewska, roztwarzająca prawie wszystkie metale

NaNO

3

saletra chilijska, NH

4

NO

3

saletra amonowa, KNO

3

saletra indyjska

(składnik czarngo prochu), Ca(NO

3

)

2

saletra norweska - nawozy sztuczne

bezbarwny, bezwonny, niepalny gaz, skroplony po raz pierwszy przez Wróblewskiego i Olszewskiego

występuje w postaci dwuatomowych cząsteczek z potrójnym wiązaniem kowalencyjnym

niezbędny do rozwoju większości roślin i organizmów żywych stabilnymi izotopami azotusą14_{N i}15_N

jest podstawowym składnikiem powietrza (78,09% objętości), a jego zawartość w litosferze Ziemi wynosi 50 ppm

 chodzi w skład wielu związków, takich jak: amoniak, kwas azotowy, azotyny oraz wieluważnych związków organicznych (kwasy nukleinowe, białka, alkaloidy i wiele innych).

w faziestałej występuje w sześciu odmianach alotropowych nazwanych od kolejnych liter greckich(α, β, γ, δ, ε, ζ); najnowsze badania wykazują prawdopodobne istnienie kolejnychdwóch odmian (η, θ)

odkryty w 1772 roku przez Daniela Rutherforda

azot o wysokiej czystości można uzyskać poprzez termiczny rozkład azotynu amonu, jednak taki azot zawieramałe ilości tlenków azotu:

najczystszy azot otrzymujesię przez rozkład termiczny w próżni azydku sodowego w laboratorium można otrzymać azot w wyniku łagodnego ogrzewania mieszaniny chlorku amonu (salmiaku) i azotynu sodu:

NH4Cl + NaNO2→ N2↑ + NaCl + 2H2O

 wprzemysłowej metodzie otrzymywania azotu skrapla się powietrze

stosunkowo bierny chemicznie - bardzowysoką energią wiązania potrójnego w cząsteczce N2, wynosi ona 945,33± 0,59 kJ·mol-1

stopień dysocjacji w temperaturze 4000 K wynosi niecałe 3%

w podwyższonej temp. reaguje z metalami dając azotki, a także z innymi pierwiastkami, np. z wodorem tworzy amoniak, a z tlenem tlenki azotu, np.:

N2+ 3H2⇌ 2NH3 ΔG −22,0 kcal (0 °C)

N2+ O2⇌ 2NO ΔG 43,2 kcal

procesy te(współcześnie zwłaszcza synteza amoniaku) wykorzystywane są przemysłowo dowiązania azotu atmosferycznego w celu produkcji licznych związków azotu

 innym wysokotemperaturowym procesemprzemysłowym wiązania azotu jest reakcja azotu z karbidemprowadząca do cyjanamidu wapnia

CaC2+ N2→ CaCN2+ C

naturalnie azot wiązany jest głównie przez bakterie azotowe w brodawkach roślin motylkowych oraz w trakciewyładowań atmosferycznych

występuje w czterech odmianach alotropowych:

 fosforbiały - P4, silnietrujący, w temp. pokojowej ulega powolnemu

utlenianiu emitując światło (chemiluminescencja), skrajnie łatwopalny, w wodzie jest prawie nierozpuszczalny, słabo rozpuszcza się w etanolu i chloroformie, dobrze w dwusiarczku węgla; _{z ostatniego ostatniego wydziela się po odparowaniu w}

postacikryształów układu regularnego o połysku diamentowym; przy zwykłym ciśnieniu topi się w 44 °C, a wrze w 277 °C przechodząc w pary oskładzie P4. Matendencję do przechodzenia w inne, bardziej

trwałe odmiany, do których należy fosfor czerwony; stosowany jako składnik farb, które nanoszono na wskazówki zegarków, jako broń zapalająca i trutka na szczury

 fosfor czerwony- bezpostaciowy, nietoksyczny, mniej reaktywny of P białego; niepalny, używany do oświetlenia tarcz zegarków; otrzymujesię przez prażenie fosforu białego w atmosferze azotu i temperaturze 250 °C z użyciem jodu jako katalizatora; zapala się powyżej 400 °C; używany jako jeden ze składników draski na pudełkach od zapałek

 fosfor fioletowy- powstaje w wyniku ogrzewania fosforu

czerwonego w próżni w temperaturze 800 K; nierozpuszczalny w żadnej substancji; mało aktywny chemicznie

 fosfor czarny - najtrwalsza odmiana fosforu, otrzymywany przez ogrzewanie fosforubiałego w próżni w temp. 490 K i pod ciśnieniem 12 GPa, przewodziprąd elektryczny

2,5 ppm; tworzy ponad 200 minerałów, z których najbardziej rozpowszechnionesą: arsenopiryt, lelingit, orpiment, realgar

często towarzyszący także złożom siarczkowym innych metali, np. pirytom, chalkopirytom, galenie, blendzie cynkowej

 w naturze występuje również w stosunkowo dużej liczbie związków arsenoorganicznych, są to np. kwas kakodylowy i inne kwasy arsenoorganiczne, organiczne pochodne arsyny, arsenowe analogi biocząsteczek, np. arsenobetaina lub arsenocholina

do naturalnych źródeł zalicza się erupcje wulkanów (około 17 000 ton rocznie) i (w mniejszym stopniu) ługowanie arsenu ze skał osadowych i magmowych

jako źródła antropogeniczne wymienia się: uboczną emisję w wyniku procesów wydobycia i hutnictwa rud metali nieżelaznych (około 61 000 ton rocznie), spalanie paliw kopalnianych (głównie węgla brunatnego i kamiennego)

łączna produkcja arsenu na świecie wynosi około 35 000 ton (w przeliczeniu na As2O3), z czego jedynie 3% stanowi czysty metal (Chiny

(około 50% światowej produkcji) i Chile (25%))

produkuje się głównie na 2 sposoby: poprzez rozkład arsenopirytu lub lelingitu w temp. 650–700 °C; redukcja arszeniku C lub CO

ma dwie odmiany alotropowe:

α – jest kruchym metalem, który matowieje w kontakcie z powietrzem i silnie reaguje z wodą

β – jest żółtym, bezpostaciowym proszkiem, dużo mniej reaktywnym od odmiany α

 formie czystejwyodrębnił go jako pierwszy (prawdopodobnie) alchemik Albert Wielki w XIII w.,choć do tego odkrycia pretendują też starsi alchemicy arabscy i chińscy lekarze ludowi  w czasach starożytnych mieszaniny zawierające aurypigment i realgar stosowano do leczeniachorób płuc i skóry

 w XVIII i XIX w. arsenstał się wręcz podstawą ówczesnej farmakologii (reumatyzmu, astmy, malarii, gruźlicy, cukrzycy, śpiączki afrykańskiej, nadciśnienia, wrzodów żołądka, zgagi, egzemy,łuszczycy, a nawet białaczki)

 naprzełomie XIX i XX w. zaczęto stosować związki arsenoorganiczne, które okazały się być znacznie mniej toksyczne dla ludzi izwierząt niż związki nieorganiczne

obecnie poza melarsoprolem, acetarsolem, salwarsolem itrójtlenkiem arsenu nie stosuje się w lecznictwie związków arsenu; w ostatnich latach zaczyna wzrastać zainteresowanie arszenikiem, jakośrodkiem w terapii przeciwnowotworowej

znalazł zastosowanie w produkcji półprzewodników (jako arsenek galu), polepszania jakości niektórych stopów (m.in.0,5-2% dodatek do ołowiu poprawia sferyczność amunicji ołowianej, a 0,1-3% dodatek do stopów łożyskowych zawierających ołów zwiększa ich wytrzymałość), w produkcji bojowych środków trujących (luizyty), przy impregnacji drewna i jako dodatek do szkła (dając mu zielonkawą poświatę)

związki arsenu stosowane były również w garbarstwie oraz jako pigmenty i środki ochrony roślin (głównie arseniany(V)), jednak ich znaczenie w ostatnich latach zmalało znacznie na rzecz mniej toksycznychodczynników

nie reaguje z kwasami nieutleniającymi, gdyż potencjał standardowy Sb(III)/Sb wynosi 0.15 V

gorący stężony kwas siarkowy wprowadza antymon do roztworu w postaci jonów Sb3+_{, agorący stężony kwas azotowy przeprowadza antymon w biały i}

trudno rozpuszczalny kwas antymonowy

występuje w roztworze w postaci jonów Sb3+_{, SbO}

2– (antymoniny) oraz

SbO3–(antymoniany)

tworzy trzy tlenki: SbIII

2O 3, SbV2O5oraz mieszany SbIIISbVO4

 antymonyl (−Sb=O) tworzy rozpuszczalny kompleks z kwasem winowym, winian antymonylu i potasu K(SbO)C4H4O6, znany jako środek wymiotny

"emetyk"(łac. emeticus – wymioty).

antymon-125, jeden z izotopów antymonu, emituje cząstki beta o energiach od 94 do 621 keV oraz promienie gamma o energiach od 35 do 671 keV. Antymon-125najłatwiej gromadzi się w płucach i kościach

przybliżona zawartość antymonu w skorupie ziemskiej wynosi od 0,2 do 0,5 ppm

rudami antymonusą antymonit (Sb2S3) i ulmanit (NiSbS)

Zastosowanie: stop drukarski, stopłożyskowy, zapałki, w domieszkowaniu półprzewodników – na przykład InSb (antymonek indu) tworzy półprzewodniki typu "n„, utwardzacz w stopach ołowiu, dawniej do wywoływania wymiotów jako tzw. pigułka wieczysta - mała kuleczka odlana z antymonu, która po połknięciu powodowała gwałtowne wymioty, po czym mogła być użyta ponownie

jest kruchym metalem o srebrnympołysku z różowymi refleksami

wykazujeinwersję rozszerzalności termicznej – przy obniżaniu temperatury zmniejszasię jego gęstość, gęstość bizmutu w stanie stałym jest mniejsza niż w stanie ciekłym

nie reaguje z tlenem iwodą w warunkach normalnych roztwarzasię w stężonym kwasie azotowym

0,048 ppm w postaci trzech rud: bizmutynu (Bi2S3), bizmutytu ((BiO)2CO3) i

ochry bizmutowej, które stanowią zwykle zanieczyszczenie rud ołowiu i miedzi; Rzadkowystępuje w postaci rodzimej (elementarnej)

w związkach jest zazwyczaj trójwartościowy i wykazuje właściwości zasadowe (Bi2O3, Bi(OH)3 oraz szereg soli zasadowych zawierających

ugrupowanie bizmutylowe O=Bi+_{(np. chlorek bizmutylu, O=Bi-Cl))}

tworzytrwałe sole z kwasami tlenowymi, np. Bi2(SO4)3

znanesą sole bizmutu i kwasów beztlenowych (BiX3, Bi2S3)

wszystkie sole bizmutułatwo ulegają hydrolizie do soli bizmutylowych.  na stopniu utlenienia V bizmut wykazuje właściwości kwasowe i tworzy nietrwałe sole – bizmutany typu MBiO3 o silnych właściwościach

utleniających (np. bizmutan potasowy, KBiO3)

 ma 35izotopów z przedziału mas 184–218; żaden z nich nie jest trwały. W 2003 roku we francuskim Institut d'Astrophysique Spatiale w Orsay wyznaczono dokładnie półokres rozpadu najtrwalszego izotopu bizmutu (209_{Bi), który wynosi ok. 1,9×10}19 _{lat (tj. ponad miliard razy więcej niż}

Tlenowce

tlenowce –

nazwa pierwiastków należ ących do 16 (dawn. VIA lub VI głównej) grupy układu okresowego Grupa→ ↓ Okres 16 VIA 2 _O8 3 16 S 4 34 Se 5 52 Te 6 84_Po Symbol O S Se Te Po

Nazwa tlen siarka selen tellur polon

Konfiguracja 2s2_p4 _3s2_p4 _4s2_3d10_4p4 _5s2_4d10_5p4 _6s2_5d10_4f14 _6p4 Stopień utlenienia –2 –2,+4,+6 –2,+4,+6 –2,+4,+6 –2,+4,+6 Masa atomowa 16,00 32,06 78,96 127,60 (209) Temp. topnienia [K] 54,3 392,2 492,4 723,0 527 Temp. wrzenia [K] 90,15 717,8 958,1 1263,0 1235 Gęstość [g/cm3_{] 1,41 2,07 4,81 6,25 9,14} Elektroujemność 3,5 2,5 2,4 2,1 (2,0) Promień atom. [pm] 73 102 117 135 164 Promień jonowy [pm] 126 170 184 207 (230) pierwiastek stężenie (ppm) tlen 464000 krzem 282000 glin 83200 żelazo 56300 wapń 41500 sód 23600 magnez 23300 potas 20900 tytan 5700 wodór 1400

Rozpowszechnienie w skorupie ziemskiej

zawartość tlenu:

w atmosferze 45,0%

w skorupie ziemskiej 46,4% (w postaci krzemianów i SiO2)

we Wszechświecie 0,87% w ciele człowieka 62,61% na Ziemi 30,12%

związek zawartość (ppm)

dwutlenek krzemu, SiO₂ 428 600

tlenek magnezu, MgO 350 700

tlenek żelaza, FeO 89 700

tlenek glinu, Al₂O₃ 69 900

tlenek wapnia, CaO 43 700

tlenek sodu, Na₂O 4 500

tlenek żelaza (III), Fe₂O₃ 3 600

dwutlenek tytanu, TiO₂ 3 300

tlenek chromu (III), Cr₂O₃ 1 800

tlenek manganu, MnO 1 400

Rozpowszechnienie związków w skorupie ziemskiej

w przyrodziewystępują w stanie wolnym oraz w związkach

charakter zmienia się w dół grupy od niemetalicznego tlenu i siarki do

metalicznego, poprzez selen (metaliczny i niemetaliczny) do metalicznego

telluru (w stanie gazowym znajduje się w postaci niemetalicznej) do

metalicznego polonu

tlen jest gazem,pozostałe pierwiastki są ciałami stałymi

reagują z litowcami a także z metalami takimi jak Cu, Ag i Hg, tworząc tlenki lub sole (siarczki, selenki, tellurki)

tworzą kwasy tlenowe H2XO3i H2XO4oraz wodorki o charakterzekwaśnym

H₂X

siarka, selen, tellur i polon łączą się bezpośrednio z tlenem dając tlenki o

kwasowychwłaściwościach rosnących wraz ze stopniem utlenienia tlenowca

trwałość związków tlenowców z wodorem maleje w szeregu od tlenu do polonu

tlen

otrzymujesię ze skroplonego powietrza, po rozdzieleniu składników  w procesie elektrolizy wody:

K: 4H+_{+ 4e}-_{= 2H} 2

A: 4OH–_{= O}

2 + 2H2O + 4e

- małe ilości tlenu otrzymuje się z rozkładu KMnO4:

KMnO4K2MnO4+ MnO2+ O2

siarka

otrzymujesię przez rafinację siarki wydobywanej ze złóż; metodamigórniczymi, lub wytapianie przegrzaną parą wodną, katalityczne utlenianie siarkowodoru 2H2S + O2 2S + 2H2O

Otrzymywanie

tlen

– stosuje się w metalurgii do świeżenia metali, do spawania w

acetylenie, do oddychania pod

wodą (mieszanka tlenu i helu); ozon

posiada

własności bakteriobójcze i stosowany jest do odkażania wody

siarka

– znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle kwasu

siarkowego, w procesie wulkanizacji kauczuku, w medycynie do leczenia

chorób skóry oraz w syntezach organicznych

tellur - dodatek stopowy

ołowiu, poprawia własności mechaniczne i

odporność na korozję; tellurki niektórych metali ciężkich - materiały

półprzewodnikowe

H

2

O, woda

– niezbędna do istnienia życia na ziemi, rozpuszczalnik o

własnościach dipolowych

najważniejsze nieorganiczne związki tlenu to: tlenki, nadtlenki,

wodorotlenki, kwasy tlenowe, glinokrzemiany,

węglany, siarczany,

azotany, fosforany

H

2

S,

siarkowodór

–

trujący bezbarwny gaz o zapachu zgniłych jaj,

powstaje we

wnętrzach wulkanów

Najważniejsze związki

SO2i SO3, tlenek siarki(IV) i (VI)– synteza kwasu siarkowego (VI)

H2SO4, kwas siarkowy(VI)

jestoleistą, bezbarwną cieczą o ciężarze właściwym 1,84 g/cm3 mieszającą się z wodą w każdym stosunku

podczasrozcieńczania wydziela się duża ilość ciepła hydratacji jest silnie higroskopijny i jako takisłuży czasem do osuszania gazów

jego siła wiązania wody jest tak duża, że potrafi ją "wydobyć" ze związków organicznych,powodując rozpad prowadzący do zwęglenia (np. węglowodany, białka)  Tiole, tioalkohole - grupazwiązków organicznych, odpowiedników alkoholi, w których

atom tlenu grupy hydroksylowejzostał zastąpiony atomem siarki. Do tioli należą m.in. • cysteina

• koenzym A

•β-merkaptoetanol (HO-CH2CH2-SH) oraz ditiotreitol, stosowane jako

tlenowiec wodorki tlenki główne kwasy tlenowe

tlen H2O nie dotyczy nie dotyczy

siarka H₂S SO₂, SO₃ H₂SO₃, H₂SO₄

selen H2Se SeO2, SeO3 H2SeO3, H2SeO4

tellur H2Te TeO2, TeO3 H2TeO3

polon PoH2 PoO2, PoO3 ?

 pierwszym odkrywcą tlenu najprawdopodobniej był żyjący w XVI wieku na dworze Zygmunta III Wazy alchemik Michał Sędziwój; otrzymywał tlen z rozkładu saletry potasowej podczas jej prażenia, które to doświadczenie opisał w swoim dziele z 1604 r. p.t. "Dwanaście traktatów o kamieniu filozofów". Stwierdzał, że saletra jest ciałem złożonym, zawierającym "ducha świata" (tak nazwał tlen,uznając go za kamień filozoficzny), umożliwiającym życie ludzi izwierząt. Wiedział więc, że gaz jest składnikiem powietrza i jest niezbędny do życia.

 odkryty ponownie przez Carla Sheele przed rokiem 1773, ale odkrycie nie zostało opublikowane przed rokiem 1777, kiedy za odkrywcę uznawano już Josepha Priestley'a, który otrzymał tlen ogrzewając tlenek rtęci(II) i zbierając wydzielający się gaz; opublikował on swoje odkrycie w roku 1775

 po raz pierwszy skroplili tlen profesorowie Uniwersytetu Jagiellońskiego, ZygmuntWróblewski i Karol Olszewski, 1883 r.

 łacińska nazwa tlenu oxygenium łac. oxygenium (gr. oksy kwaśny, gennao -rodzę), wprowadzona została przez Antoine Lavoisiera; polska nazwa "tlen" wywodzi się od słowa "tlić" i została nadana przez Jana Oczapowskiego. Wcześniejsza polska nazwa "kwasoród" była dosłownym tłumaczeniem łacińskiej, a wprowadził ją Jędrzej Śniadecki

 tlen w postaci gazowej jest niezbędny organizmom tlenowym do przeprowadzenia fosforylacji oksydacyjnejbędącej najważniejszym etapem oddychania; Niektóre organizmy beztlenoweginą w obecności niewielkich ilości wolnego tlenu. Organizm przeciętnego dorosłego człowieka zużywa w ciągu minuty, ok. 200 ml (0,3 grama) tlenu. Oddychanie czystym tlenem jestdość niebezpieczne, ponieważ podnosi on ciśnienie krwi i wywołuje kwasicę. Niedobór tlenu staje się niebezpieczny dla życia, gdy jego zawartość w powietrzu spadaponiżej 10-12%.

 zwierzęta wykorzystują go w procesie glikolizy w celu otrzymania energii

 zimna woda zawierawięcej O2

 ozon to jedna z odmian alotropowych tlenu, posiadające silne własności aseptyczne i toksyczne; stosowany jest przy wyjaławianiu wody oraz pełni ważną rolę w pochłanianiu części promieniowania ultrafioletowego dochodzącego ze Słońca do Ziemi

 ozon jest niebieskim gazem, owiększej gęstości od powietrza; ma zapach powietrza po burzy (powstaje w temperaturzełuku elektrycznego podczasuderzeń piorunów)

 stabilnymi izotopami tlenusą16_{O (stanowi ponad 99% tlenu naturalnego),}17_{O oraz}18_O

 w stanie wolnym występuje w postaci cząsteczek dwuatomowych O2 oraz

trójatomowych – ozonu O3 (głównie w ozonosferze); szczególną jego odmianą jest

odkryty w latach 90; XX w. „czerwony tlen” o wzorze O4 (występujący przy ciśnieniu

rzędu 20 GPa)

 jest paramagnetykiem;ciekły tlen (pierwiastkowy) ma barwę niebieską (gęstość 1,141 g/cm³); jest przechowywany w naczyniach kriogenicznych pod normalnym ciśnieniem 101,325 kPa (760 mmHg)

 stały tlen znany jest w sześciu odmianach alotropowych

 czerwony tlen mawłaściwości niemetaliczne, jednakże podejrzewa się, że przy ciśnieniu 96 GPa przejdzie w postać metaliczną; nie wykluczona jest też jego dalsza polimeryzacja; utleniacz paliwa rakietowego zewzględu na wysoką wydajność

 ciekły tlen ma wiele zastosowań przemysłowych i medycznych; jest otrzymywany (obok ciekłego azotu) przez destylację frakcyjną skroplonego powietrza

 niska temperaturaciekłego tlenu sprawia, że wiele materiałów włożonych do ciekłego tlenu stajesię bardzo kruche

 ciekły tlen jest bardzo silnym utleniaczem; substancje organiczne spalają się w nim szybko igwałtownie, wiele z nich ulega samozapłonowi lub wybucha

 formy niskociśnieniowe, występujące pod ciśnieniem atmosferycznym. Podobnie jak ciekły tlen, mają bladoniebieski kolor na skutek absorpcjiświatła w zakresie czerwieni:

 γ: bladoniebieska – pod ciśnieniem atmosferycznym trwała w

temperaturach 54,36–43,8 K, w temperaturze pokojowej trwała pod ciśnieniem ok. 5 GPa (ok. 49 tys. atm); regularna struktura krystaliczna

 β: bladoniebieska do różowej – pod ciśnieniem atmosferycznym

trwała w temperaturach 43,8–23,8 K, w temperaturze pokojowej trwała pod ciśnieniem ok. 5–9,6 GPa; rombowa struktura krystaliczna

 α: jasnoniebieska – pod ciśnieniem atmosferycznym trwała poniżej

23,8 K, nie może występować w temperaturze

pokojowej;jednoskośna struktura krystaliczna  formywysokociśnieniowe:

 δ: pomarańczowa – w temperaturze pokojowej trwała pod

ciśnieniem 9,6 GPa (ok. 95 tys. atm)

 ε: ciemnoczerwona do czarnej – w temperaturze pokojowej trwała

podciśnieniem ok. 10–96 GPa, tworzy klastry O8

 ζ: metaliczna – w temperaturze pokojowej trwała pod ciśnieniem

>96 GPa;poniżej 0,6 K staje się nadprzewodnikiem

 poprzez podgrzewanie nadmanganianu potasu w temp. pow. 230°C: 2KMnO4→ K2MnO4+ MnO2+ O2↑

 poprzez termiczny rozkład azotanu potasu w temp. powyżej 400 °C, ale nie większej niż 440°C:

2KNO3→ 2KNO2+ O2↑

 poprzez termiczny rozkład chloranu potasu w temp. powyżej 550 °C: 2KClO3→ 2KCl + 3O2↑

 poprzez ogrzewanie tlenku rtęci(II):

2HgO → 2Hg + O2↑

 poprzez rozkład wodnego roztworu nadtlenku wodoru (wody utlenionej lub perhydrolu) pod wpływem ciepła lub katalizatora, np. dwutlenku manganu:

2H2O2→ 2H2O + O2↑

 w wyniku reakcji nadmanganianu potasu z nadtlenkiem wodoru: 2KMnO4+ 3H2O2→ 3O2+ 2KOH + 2MnO2+ 2H2O

 w wyniku elektrolizy wody:

2H2O → 2H2↑ + O2↑



stosowany do spawania i cięcia metali

 aparaty tlenowe



napęd rakiet

 w procesach chemicznych i technicznych

 nasycone

powietrze

tlenem

stosuje

się

w

procesach

metalurgicznych

 bary tlenowe

– „zdrowe czy niezdrowe?” (wg. Prof. Jacka

Przybylskiego z Akademii Medycznej w Warszawie "tlen tak jak

zły pies gryzie białka, tłuszcze i nasz materiał genetyczny„)

Zastosowanie

 niemetal,występujący w postaci niezwiązanej oraz jako chemicznie związana w siarczanach i siarczkach, w minerałach, a także w węglu kamiennym i brunatnym, w ropie naftowej orazbiałkach (zwłaszcza w keratynie włosów, w piórach i skórze; w zwykłej temperaturze siarka jestmało aktywna; Bardzo łatwo łączy się ona tylko z fluorem, ajuż trudniej z chlorem

 z innymi pierwiastkami, jak np. z wodorem, łączy się dopiero w podwyższonej temperaturze

 w stanie związanym występuje w postaci minerałów: ZnS (blenda cynkowa), PbS (galenaołowiowa), FeS2 (piryt), CaSO42H2O (gips), baryt



siarka tworzy odmiany alotropowe zarówno w stanie ciekłym, jak i w

stanie stałym:

 siarka rombowa (siarka

α), stan skupienia stały, tworzy żółte

kryształy zbudowane z 8-mioatomowych cząsteczek, trwała

w warunkach temp. pokojowej

 siarka

jednoskośna (siarka β), stan skupienia stały, tworzy

jasnożółte igłowe kryształy, powstaje z siarki rombowej po jej

podgrzaniu do temp. 95,6

o

_{C, o T}

t

= 119

o

C

 w temp. powyżej Tt = 119oC siarka przechodzi w ruchliwą ciecz barwy

jasnożółtej, w trakcie dalszego podgrzewania gęstnieje i przybiera barwę brunatną jako efekt łączenia się cząsteczek S8wdługie łańcuchy – odmiana

alotropowaμ (polisiarka)

 w temppowyżej 200o_{Cłańcuchy polisiarki rozpadają się na krótsze i siarka}

przechodzi ponownie wruchliwą ciecz; gwałtowne schłodzenie prowadzi do powstania siarki plastycznej barwy brunatnej,która po kilku dniach przechodzi wsiarkę jednoskośną a ta z kolei w siarkę rombową

 w temp. 445o_{C (T}

w) przechodzi w stan pary zawierające cząsteczki S8, w

miarę wzrostu temp. rozpadają się one w cząsteczki S6, S4, S2

 schłodzone pary resublimują w postaci drobnych kryształów – kwiat siarczany  siarka nie rozpuszcza się w wodzie, słabo rozpuszcza się w etanolu, bardzo

dobrze rozpuszczasię w CS2

 z metalami tworzy po ogrzaniu siarczki, przy czym reakcje te są silnie egzotermiczne; ważniejsze związki siarki to kwas siarkowy (VI) i (IV), siarkowodór oraz ich sole (odpowiednio siarczany (VI) i (IV), siarczki), SO2i SO3(trójtlenek siarki)

 roztwarzanie siarki w kwasachutleniających i silnych zasadach: S + 2HNO3 H2SO4+ 2NO

3S + 6NaOH  Na2SO3+ 2Na2S + 3H2O

 w temp. pokojowej nie reaguje zwodą i tlenem, natomiast reaguje z F oraz niektórymi metalami: litowce,cięższe berylowce oraz Hg, Ag, Cu

S(s) + 3F2(g) SF6(g)

2K + S  K2S

Hg + S  HgS 2Ag + S  Ag2S

Cu + S  CuS

 wpodwyższonej temp. reaguje z pozostałymi fluorowcami, wodorem – H2S (400oC), z

innymi metalami, z tlenem– SO2(250oC)

 ogrzewanie siarki plastycznej z kauczukiem:między atomami siarki powstają wiązania podwójne oraz powstają mostki siarczkowe (proces sieciowania kauczuku), w gumach dodatek siarki stanowi od 1 do 5%, przywiększej zawartości siarki otrzymuje się ebonit

 siarka i jejzwiązki są cennymi surowcami do otrzymywania kwasu siarkowego H2SO3i

H2SO4, podstawowego produktuprzemysłu chemicznego, a także do produkcji disiarczku

węgla (CS2)

 zewzględu na niski punkt zapłonu, siarka stosowana jest do wyr obu czarnego prochu i ogni sztucznych

 w medycynie stosowana jest siarka koloidalna przy chorobachskórnych  służy również jako środek do zwalczania pasożytów roślinnych

 niewielkie ilości tego pierwiastka używa się do produkcji leków, pestycydów, zapałek, papieru oraz specjalnego betonu, zwanego betonem siarkowym

 rok odkrycia 1817

 odkrJöns Berzelius – Szwecja

 w niewielkichilościach towarzyszy siarce w jej rudach siarczkowych  własne jego rudy występują sporadycznie

 przemysłowo pozyskuje się go jako produkt uboczny rafinacji rud miedzi i siarki; doprowadzony do postaci tlenku (SeO2) selen rozpuszcza się w kwasie

azotowym; astępnie przepuszcza się przez tak otrzymany roztwór dwutlenek siarki

 wolny selenwytrąca się jako czerwony osad (odmiana alotropowa beta)  laboratoryjnie selen otrzymujesię redukując hydrazyną kwas selenowy (H2SeO4)

 związki selenu są odpowiednikami związków siarki: selenowodów (H2Se), kwas selenowy (IV) i (VI) i jego sole, tj. selenian (IV) sodu Na2SeO3

 dzięki zależności przewodnictwa elektrycznego od naświetlenia selen znalazł zastosowanie wfotokomórkach i kserokopiarkach, a jego związki są stosowane w ogniwach fotowoltaicznych; jako półprzewodnik w prostownikach selenowych, dodatek doszkła i stali, SeS2stosowany jest w szamponachprzeciwłupieżowych i

w lekach przeciwgrzybicznych

 jest jednym z niezbędnych mikroelementów, którego niedobór powoduje niewydolność niektórych organów, nieodwracalne zmiany płodu, podatność organizmu nazwiązki rakotwórcze

 ma trzy odmiany alotropowe

 odmianaα to tzw.selen szarylub metaliczny, o kolorze srebrzystoszarym, kruchy; utlenia się on na powietrzu powoli, nie reaguje z wodą, lecz reaguje zarówno z kwasami, jak i zasadami

 odmianaβ (selen czerwony) to czerwone ciało amorficzne; Jest bardzo reaktywny, palisię na powietrzu i gwałtownie reaguje z wodą

 odmianaγ to szkliste szaroróżowe ciało stałe; jest to odmiana pośrednia między odmianami alfa i beta – uzyskuje się ją, gwałtownie schładzając ciekły selen; handlowodostępny jest także bezpostaciowy selen czarny

 rok odkrycia 1783

 odkrywca Franz Joseph Muller von Reichstein– Rumunia

 towarzyszy selenowi i siarce w rudach siarczkowych, jest jeszcze rzadszyniż selen

 tworzy srebrzystobiałe, metaliczne, kruche kryształy o właściwościach półprzewodzących

 pierwiastek z grupypółmetali należy do związków bardzo trujących  w ciele ludzkim tworzysię dimetylotellur, nadający oddechowi i potowi

nieprzyjemny zapach idługotrwały czosnku

 związki telluru: tellurowodór (Te₂H)– silnie trujący gaz, tellurek bizmutu (Bi2Te3) – wykorzystywany w przemyśle rakietowym do wytwarzania

energii elektrycznej, kwas tellurowy (IV) - właściwości amfoteryczne

 rok odkrycia 1898, MariaSkłodowska Curie – Francja  pierwiastekpromieniotwórczy i bardzo rzadki  występuje naturalnie w złożach rud uranu, jako tlenek

 otrzymywany syntetycznie przeznaświetlanie bizmutu w reaktorach jądrowych  jest srebrzystobiałym, błyszczącym metalem, stale świecącym niebieskim

światłem (własności fizyczne i chemiczne zbliżone są do selenu)  wzwiązkach chemicznych zachowuje się jak typowy metal

 znanych jest kilkanaście związków chemicznych polonu: tlenek PoO2,

wodorotlenek Po(OH)2, halogenki, np. PoCl2, PoBr4, siarczek PoS i związki

metaloorganiczne; związki te nie mają jednak żadnego praktycznego zastosowania zewzględu na gigantyczny koszt produkcji samego polonu  jest silnym emiterem promieniowania alfa– miligram polonu-210 emituje tyle

samocząstek alfa, co 4,5 grama radu-226

 emanuje niebieską poświatą – jest to efekt wzbudzenia otaczającego ją powietrza;

 1g Po wydziela 140watów mocy, ogrzewając się przy tym do ponad 500 °C -lekkie źródło ciepła w satelitach i pojazdach kosmicznych, np. w radzieckich Łunochodach do ogrzewania podzespołów podczas zimnych nocy księżycowych

Symbol F Cl Br I At

Nazwa fluor chlor brom jod astat

Konfiguracja 2s2_p5 _3s2_p5 _4s2_3d10_4p5 _5s2_4d10_5p5 _6s2_5d10_4f14 6p5 Stopień utlenienia –1 –1,+1,+3,+5,+7 –1,+1,+3,+5,+7 –1,+1,+3,+5,+7 +1,+3,+5,+7 Masa atomowa 18,99 35,45 79,90 126,91 (210) Temp. topnienia [K] 50 170 266 386,18 Temp. wrzenia [K] 85 238,6 332,0 457,6 Gęstość [g/dm3_{] 1,6 3,21 3,12 4,9} Elektroujemność 4,0 2,83 2,74 2,21 1,90 Promień atom. [pm] 71 99 114 133 (140) Promień jonowy [pm] 119 167 182 206 (230)

fluorowce – nazwa pierwiastków należących do 17 (dawn. VIIA lub VII głównej) grupy układu okresowego Grupa→ ↓ Okres 17 VIIA 2 9_F 3 17_Cl 4 35_Br 5 53 I 6 85 At

Fluorowce

fluorowiec związki z wodorem związki

z tlenem kwasy tlenowe

fluor HF OF₂, O₂F₂ HOF

chlor HCl Cl2O, Cl2O3[4], Cl

O₂, Cl₂O₆, Cl₂O₇

HClO, HClO2, H

ClO₃, HClO₄

brom HBr Br2O, BrO2, BrO3

HBrO, HBrO3, H

BrO4

jod HI I2O5 HIO, HIO3

fluor

 otrzymuje się poprzez działanie kwasem siarkowym na fluoryt

CaF2 + H2SO4 CaSO4 + 2HF

a następnie przerabia na wolny fluor

 w procesie elektrolizy stopionych fluorków:

K: 2H+ + 2e = H2 A: 2F– = F2 + 2e chlor

 otrzymuje się w procesie elektrolizy wodnych roztworów NaCl:

K: 2H+ + 2e = H2 A: 2Cl– = Cl2 + 2e

Otrzymywanie

 F i Clsą w warunkach normalnych gazami o żółtozielonym zabarwieniu, Br jest brunatną cieczą, a jod fioletowymciałem stałym

są trujące, ich gazy i pary drażnią drogi oddechowe

są pierwiastkami o wysokiej elektroujemności i dużej aktywności chemicznej

 w stanie pierwiastkowym występują w formie dwuatomowych cząsteczek; w związkach chemicznychwystępują na stopniach utlenienia od -1 do +7

zezwiązkami organicznymi wchodzą w reakcje addycji oraz podstawienia

związki nieorganiczne fluorowców oraz różne związki organiczne zawierające fluorowce noszą nazwę halogenków

 z wodorem fluorowce tworzą w obecności światła halogenowodory:  fluor z wodorem reaguje wciemności HF

 aby reakcjazaszła potrzebna jest duża ilość światła HCl i podobnie HBr  HI powstanie poprzez dodatkowe ogrzaniesubstratów

 roztwory wodne są mocnymi kwasami (z wyjątkiem HF, którego roztwór wodny jest słabym kwasem z powodu bardzo silnego wiązania między małymi atomami wodoru i fluoru)

 między sobą fluorowce łączą się tworząc związki międzyfluorowcowe (międzyhalogenowe), w których występują na różnych stopniach utlenienia (np. BrF3, IF5);związki tego rodzaju są bardzo silnymi kwasam

Lewisa iposiadają silne własności utleniające

 wraz ze wzrostem liczby atomowej fluorowców maleje ich reaktywność i elektroujemność, a także moc oraz właściwości utleniające ich kwasów tlenowych: HClO > HBrO > HIO

 rosną natomiast właściwości redukujące oraz moc ich kwasów beztlenowych: HF < HCl < HBr < HI

Własności chemiczne i fizyczne

Najważniejsze związki

HF,fluorowodór

–

ciekły HF oraz jego stężone roztwory powodują trudno gojące

się rany, rozcieńczone roztwory również są bardzo niebezpieczne, gdyż przenikają bez uczucia bólu przez skórę i tkanki miękkie, atakując bezpośrednio chrząstki i kości; fluorowodór, nawet w bardzo niskich stężeniach, jest silnie rakotwórczy, jest stosowany w odrdzewiaczach do stali, wytrawiania powierzchni

krzemu wobróbce półprzewodników

HCl, chlorowodór – stosuje się w syntezach organicznych, mieszanina

stężonych HCl i HNO3 w stosunku 3:1 - woda królewska

NaCl,sól kuchenna

–

gastronomia,środek do konserwacji żywności, obniżania

temp.krzepnięcia wody

NaClO, chloran(I) sodu (podchloryn sodu)

–

środek wybielający

HClO₄, kwas chlorowy VII (kwas nadchlorowy)

–

silny utleniacz i środek

wybielający

 jest otrzymywany poprzez elektrolizę ciekłego fluorowodoru z dodatkiem wodorofluorku potasu (KHF2)

 wchodzi w skład kwasu fluorowodorowego i fluorków.

 w roztworze wodnym najczęściej występuje jako jon fluorkowy F−_{; zdarzają się także}

jony kompleksowe, np. [FeF4]−lub jon H2F+

 zawartość w górnych warstwach Ziemiwynosi 0,054%. Jedynym stabilnym izotopem fluoru jest19_F

 jest najaktywniejszym niemetalem o największej elektroujemności, tworzącym związki z większością innych pierwiastków (nawet z gazami szlachetnymi)

 w przeciwieństwie do innych fluorowców fluor łączy się wybuchowo z wodoremtworząc fluorowodór bez dostępu światła i w niskiej temperaturze  w strumieniu gazowego fluorupalą się szkło, metale i woda. Z powodu jego dużej

 izotopy stabilne to35_{Cl i}37_Cl;

 jest żółtozielonym gazem około dwa i pół razy cięższym od powietrza, o nieprzyjemnym,duszącym zapachu, silnie trującym

 jest silnym utleniaczem, wybielaczem i środkiem dezynfekującym. Składnik wielu powszechnie spotykanych soli oraz innychzwiązków

 wolny chlorwystępuje w postaci dwuatomowych cząsteczek Cl2

 wzwiązkach występuje na stopniach utlenienia od −I do VII  jest bardzo aktywny chemicznie,chociaż mniej niż fluor

 W obecności rozproszonego światła słonecznego łączy się

z wodoremtworząc chlorowodór; w pełnym świetle słonecznym ta reakcja przebiega wybuchowo: Cl2+ H2→ 2HCl

 łączy się bezpośrednio z większością pierwiastków na skutek czego powstają chlorki  w 1 litrze wody o temperaturze 10°C rozpuszcza się 3,10 litrów chloru, podczas gdy w

temperaturze 30°C już tylko 1,77 litra. Z wodą reaguje powoli, tworząc chlorowodór i kwas podchlorawy (HOCl): Cl2+ H2O→ HCl + HOCl

 chlorkinależą do I grupy analitycznej anionów

 w ilościach śladowych 0,37 ppm, głównie jako zanieczyszczenie piasku morskiego i pokładów soli kamiennej; większe jego ilości (65 ppm) występują w wodzie morskiej. W obu przypadkachwystępuje on w formie bromku sodu

 HBr– po rozpuszczeniu w wodzie bardzo silny kwas, oraz jego sole bromek sodu, bromek potasu,duże znaczenie w chemii organicznej mają jego sole fluorkowe NaBrFxx=4,5,6,które

są bardzo dobrymi grupami odchodzącymi w reakcjach podstawienia nukleofilowego  stosuje się go w wielu reakcjach np. do syntezy bromków alkilowych, które są bardziej

reaktywne od odpowiednich chlorków;Bromek srebra jest masowo wykorzystywany w technikach litograficznych i fotograficznych

 bromek potasu był szeroko stosowanym środkiem w Wojsku Polskim mającym na celu tłumienie napięcia seksualnego u żołnierzy.

 jest obecny we wszystkich organizmach wilościach zbliżonych do jego stężenia w wodzie morskiej (ok. 50 ppm), nie odgrywa on jednakżadnej roli w procesach życiowych

 wdużych ilościach czysty brom jest silnie toksyczny

 Br-_{są nieszkodliwe, o ile ich stężenie nie przekracza tego obecnego w wodzie morskiej.}

Bromki sodu i potasumają silnie negatywny wpływ na popęd płciowy mężczyzn, gdyż blokują wytwarzanie testosteronu; Najsilniejszą taką właściwość przejawia bromek potasu, który bardzo szybko i skutecznie blokuje receptory hormonuluteinizującego odpowiedzialnego za produkcję testosteronu

 ulegając rozpadowi emituje promieniowanie beta o energii 444 keV (98,3%) i promienie gamma o energiach 221-1960 keV; używany w defektoskopii, badaniach szczelności i hydrobiologicznych.