Данијела Малинар Даница Павловић
ХЕМИЈА
Ed
uk a
pr om
o
Уџбеник за осми разред основне школе
Данијела Малинар Даница Павловић ХЕМИЈА Уџбеник за осми разред основне школе ГЛАВНИ УРЕДНИК Др Бошко Влаховић ОДГОВОРНИ УРЕДНИК Др Наташа Филиповић
ПРЕЛОМ И ДИЗАЈН Алекса Бабовић
pr om
o
РЕЦЕНЗЕНТИ Весна Антонијевић, професор хемије, ОШ „Браћа Вилотијевић”, Краљево и Машинско-техничка школа „14. октобар”, Краљево Др Гордана Ракић, професор хемије, ОШ „Ослободиоци Београда”, Београд и ОШ „Мајка Југовића”, Београд Снежана Илић Јанковић, професор хемије и биологије, ОШ „Карађорђе”, Београд
uk a
ЛЕКТУРА И КОРЕКТУРА Биљана Никић
Ed
ИЗДАВАЧ Едука д.о.о. Београд Ул. Змаја од Ноћаја бр. 10/1 Тел./факс: 011 3287 277, 3286 443, 2629 903 Сајт: www.eduka.rs; имејл: eduka@eduka.rs ЗА ИЗДАВАЧА Др Бошко Влаховић, директор Штамап: Цицеро, Београд Издање бр.: 3, Београд, 2023. година Тираж: 2000
CIP - Каталогизација у публикацији Народна библиотека Србије, Београд 37.016:54(075.2) МАЛИНАР, Данијела, 1966Хемија : уџбеник за осми разред основне школе / Данијела Малинар, Даница Павловић. - 3. изд. - Београд : Едука, 2023 (Београд : Цицеро). - 207 стр. : илустр. ; 29 cm Тираж 2.000. - Речник основних хемијских појмова: стр. 194-198. - Одговори на питања: стр. 200-207. - Библиографија: стр. 207. ISBN 978-86-6013-513-3 1. Павловић, Даница, 1954- [autor] COBISS.SR-ID 120551945
© Едука д.о.о. Београд
Министар просвете, науке и технолошког развоја Републике Србије одобрио је издавање и употребу овог уџбеника Решењем број: 650-02-00341/2020-07. Није дозвољено: репродуковање, дистрибуција, објављивање, прерада или друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму или поступку, укључујући и фотокопирање, штампање или чување у електронском облику, без писмене дозволе издавача. Наведене радње представљају кршење ауторских права.
Драги ученици осмог разреда, Пред вама је уџбеник хемије за осми разред.
o
У седмом разреду сте сазнали на који начин хемија проучава природу; колико и на који начин структура супстанци утиче на њихова физичка и хемијска својства. У осмом разреду проширићете своја знања о супстанцама које се налазе свуда око нас. Шта су то метали, а шта неметали и које врсте једињења они граде. Сазнаћете такође и која је разлика између органских и неорганских једињења, као и о данашњој великој примени органских једињења. Научићете од којих су једињења изграђени живи организми и које врсте намирница треба да уносимо да бисмо били здрави.
pr om
Овај уџбеник је написан на основу важећег Наставног плана и програма, узимајући у обзир и усвојене Стандарде, исходе и кључне појмове за хемију. Садржај је распоређен по наставним темама и јединицама. У оквиру текста сваке наставне јединице налази се више питања. Размислите о њима и одговорите на њих. Питања имају циљ да вам помогну да градиво савладате са разумевањем.
uk a
Свака наставна јединица садржи рубрике: Нешто више; Огледи; Занимљивости; Питања и задаци.
Ed
После сваке наставне јединице следи сажетак са најважнијим појмовима, а после сваке теме понављање најважнијих појмова из целе области. Питања иза сваке мање или веће целине служе да проверите и утврдите своје знање из те области. Поређана су према тежини (од лакших ка тежим). На крају уџбеника налазе се решења. Предлажемо да решења погледате тек када сами решите задатке и одговорите на сва питања. Желимо вам успешно учење хемије. Ауторке
САДРЖАЈ
1. МЕТАЛИ, ОКСИДИ И ХИДРОКСИДИ........................................ 9
o
Метали у неживој и живој природи ....................................................................................10 Питања и задаци .................................................................................................................11 Општа физичка и хемијска својства метала......................................................................12 Питања и задаци .................................................................................................................14 Алкални и земноалкални метали . .....................................................................................16 Питања и задаци..................................................................................................................19 Калцијум, калцијум-оксид и калцијум-хидроксид . ............................................................20 Питања и задаци .................................................................................................................23 Гвожђе, алуминијум, бакар, цинк и олово .........................................................................25 Алуминијум ..........................................................................................................................26 Бакар ....................................................................................................................................27 Питања и задаци .................................................................................................................28 Цинк ......................................................................................................................................29 Олово ...................................................................................................................................30 Гвожђе ..................................................................................................................................31 Легуре . .................................................................................................................................33 Оксиди метала и хидроксиди, својства и примена ...........................................................35 Питања и задаци .................................................................................................................37 Сада знаш . ..........................................................................................................................40
pr om
• • • • • • • • • • • • • • • • • • •
Неметали у неживој и живој природи ................................................................................44 Општа физичка и хемијска својства неметала..................................................................46 Питања и задаци .................................................................................................................47 Халогени елементи .............................................................................................................49 Флуор . ..................................................................................................................................51 Хлор .....................................................................................................................................51 Бром .....................................................................................................................................53 Јод ........................................................................................................................................53 Питања и задаци .................................................................................................................54 Сумпор .................................................................................................................................55 Питања и задаци .................................................................................................................60 Азот........................................................................................................................................62 Питања и задаци .................................................................................................................65 Фосфор ................................................................................................................................66 Питања и задаци .................................................................................................................68 Угљеник, својства и примена .............................................................................................69 Питања и задаци .................................................................................................................74 Оксиди неметала и киселине, својства и примена ...........................................................75 Питања и задаци .................................................................................................................77 Сада знаш . ..........................................................................................................................79
Ed
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
uk a
2. НЕМЕТАЛИ, ОКСИДИ И КИСЕЛИНЕ....................................... 43
3. СОЛИ.......................................................................................... 83 • • • • • •
Добијање соли .....................................................................................................................84 Формуле соли и називи ......................................................................................................88 Питања и задаци .................................................................................................................91 Физичка и хемијска својства соли ......................................................................................92 Питања и задаци .................................................................................................................94 Сада знаш . ..........................................................................................................................96
4. ОРГАНСКА ЈЕДИЊЕЊА И ЊИХОВА ОПШТА СВОЈСТВА........ 99
o
Својства атома угљеника и многобројност органских једињења ..................................100 Општа својства органских једињења ...............................................................................103 Питања и задаци ...............................................................................................................105 Сада знаш . ........................................................................................................................106
pr om
• • • •
5. УГЉОВОДОНИЦИ.................................................................. 109
uk a
Засићени угљоводоници ‒ алкани ...................................................................................110 Питања и задаци ...............................................................................................................115 Незасићени угљоводоници ‒ алкени и алкини ...............................................................116 Питања и задаци ...............................................................................................................119 Хемијска својства угљоводоника .....................................................................................121 Полимери ...........................................................................................................................124 Питања и задаци ...............................................................................................................126 Упоређивање својстава алкана, алкена и алкина ..........................................................128 Нафта и земни гас .............................................................................................................129 Питања и задаци ...............................................................................................................131 Сада знаш . ........................................................................................................................132
Ed
• • • • • • • • • • •
6. ОРГАНСКА ЈЕДИЊЕЊА СА КИСЕОНИКОМ....................... 135 • • • • • • • • • •
Органска једињења са кисеоником . ................................................................................136 Алкохоли ............................................................................................................................137 Питања и задаци ...............................................................................................................140 Физичка и хемијска својства алкохола ............................................................................141 Питања и задаци ...............................................................................................................144 Карбоксилне киселине ......................................................................................................146 Питања и задаци ...............................................................................................................150 Естри...................................................................................................................................151 Питања и задаци ...............................................................................................................153 Сада знаш . ........................................................................................................................154
7. БИОЛОШКИ ВАЖНА ОРГАНСКА ЈЕДИЊЕЊА . ..................... 157 Биолошки важна органска једињења ..............................................................................158 Масти и уља ......................................................................................................................160 Питања и задаци ...............................................................................................................164 Угљени хидрати..................................................................................................................165 Питања и задаци ...............................................................................................................168 Аминокиселине и протеини (беланчевине) .....................................................................169 Питања и задаци ...............................................................................................................171 Витамини ...........................................................................................................................173 Питања и задаци ...............................................................................................................175 Сада знаш . ........................................................................................................................176
o
• • • • • • • • • •
180 ..........................................................................182 181 ...................................................................................................................................183 182 .........................................................................................................................184 184 ...............................................................................................................................186 185 ...................................................................................................................187 187 ..............................................................................................................189 188 189 ...................................................................................................................191
uk a
• • • • • • • •
pr om
8. ЗАШТИТА ЖИВОТНЕ СРЕДИНЕ И ЗЕЛЕНА ХЕМИЈА....... 179
Ed
9. РЕЧНИК ОСНОВНИХ ХЕМИЈСКИХ ПОЈМОВА................... 193 10. ОДГОВОРИ НА ПИТАЊА....................................................... 199 ЛИТЕРАТУРА ............................................................................ 207
6
ВОДИЧ КРОЗ УЏБЕНИК
Увод у нову наставну област хемије
После огледа које изводи наставник дата су питања која се односе на изведени оглед. Одговоре запиши у свеску или у књигу, графитном оловком.
Оглед Важно је да знаш
Наглашени одељци са огледима, занимљивостима и важним знањима.
На крају сваке области су питања и задаци, који су обележени различитом бојом према нивоу знања.
uk a
Нешто више
pr om
o
Питања и задаци:
Занимљивости
Ed
Екологија
Дефиниције су обележене наранџастом бојом.
Упућује се на одговарајућу лабораторијску вежбу која се налази у збирци, а која је у комплету са овим уџбеником.
Објашњење појмова налази се на крају ове књиге.
На крају сваке области укратко је описано најважније из дате области.
7
uk a
Ed o
pr om
1
МЕТАЛИ, ОКСИДИ И ХИДРОКСИДИ
• МЕТАЛИ У НЕЖИВОЈ И ЖИВОЈ ПРИРОДИ • Физичка својства метала
o
• Хемијска својства метала
pr om
• Повезаност метала, оксида метала и хидроксида • Примена метала
• Корозија и заштита од корозије
Ed
uk a
• Легуре
МЕТАЛИ У НЕЖИВОЈ И ЖИВОЈ ПРИРОДИ
ПЕРИОДНИ СИСТЕМ ЕЛЕМЕНАТА атомски број
1
1
ВОДОНИК
2 ЛИТИЈУМ 6,94
N
НАТРИЈУМ 22,99 1 8 8 2
4
P
Q
5 РУБИДИЈУМ
K
МЕТАЛИ
1
периода
НЕМЕТАЛИ
БОР 10,81
ПЛЕМЕНИТИ ГАСОВИ
МЕТАЛОИДИ
1 8 18 8 2
2 8 8 2
КАЛЦИЈУМ 40,08
СКАНДИЈУМ
2 9 8 2
44,96 2 8 18 8 2
АЗОТ
УГЉЕНИК
2 10 8 2
ТИТАН
ВАНАДИЈУМ 50,94
47,87 2 9 18 8 2
СТРОНЦИЈУМ
ИТРИЈУМ
85,47
87,62
88,91
ЦЕЗИЈУМ
БАРИЈУМ
132,91
137,33
ЛАНТАНИДИ ЛАНТАН И ЛАНТАНИДИ
ФРАНЦИЈУМ
РАДИЈУМ
(233)
226,03
2 10 18 8 2
ЦИРКОНИЈУМ
НИОБИЈУМ
91,22
92,91
2 11 8 2
ХРОМ
1 13 8 2
МОЛИБДЕН
МАНГАН
1 13 18 8 2
КОБАЛТ 58,93
ГВОЖЂЕ 55,85
54,94
52,00 1 12 18 8 2
2 14 8 2
2 13 8 2
1 14 18 8 2
ТЕХНЕЦИЈУМ
РУТЕНИЈУМ
95,94
98,91
101,07
ВОЛФРАМ
РЕНИЈУМ
ОСМИЈУМ
1 15 18 8 2
РОДИЈУМ
2 15 8 2
НИКАЛ
БАКАР
58,70 1 16 18 8 2
101,07
1 18 8 2
2 16 8 2
63,55
106,4
ЦИНК
СРЕБРО 107,87
КАДМИЈУМ
2 18 18 8 2
112,41
ГАЛИЈУМ
ИНДИЈУМ
5 18 8 2
4 18 8 2
72,64
КАЛАЈ
4 18 18 8 2
118,71
6 8 2
СУМПОР 32,07
АРСЕН 74,92
АНТИМОН
СЕЛЕН 78,96 5 18 18 8 2
121,76
ТЕЛУР 127,60
20,18
АРГОН 39,95 8 18 8 2
7 18 8 2
БРОМ
КРИПТОН 83,80
79,90 6 18 18 8 2
8 8 2
7 8 2
ХЛОР 35,45 6 18 8 2
8 2
НЕОН
19,00
5 8 2
ФОСФОР 30,97
ГЕРМАНИЈУМ
3 18 18 8 2
114,82
ФЛУОР
16,00
4 8 2
СИЛИЦИЈУМ 28,09
3 18 8 2
69,72
65,41 1 18 18 8 2
18 18 8 2
ПАЛАДИЈУМ
2 18 8 2
КИСЕОНИК
14,01
12,01
АЛУМИНИЈУМ 26,98
7 2
6 2
5 2
4 2
3 8 2
2 8 2
МАГНЕЗИЈУМ 24,31
КАЛИЈУМ 39,10
O
група
БЕРИЛИЈУМ 9,01 1 8 2
3
2
3 2
ЈОД
7 18 18 8 2
126,90
КСЕНОН 121,29
8 18 18 8 2
6
7
ЛАНТАНИДИ АКТИНИДИ
АКТИНИДИ АКТИНИЈУМ И АКТИНИДИ
ХАФНИЈУМ
ТАНТАЛ
ИРИДИЈУМ
ПЛАТИНА
ЗЛАТО
178,49
180,95
183,84
186,21
190,23
192,22
190,23
196,97
РАДЕРФОРИЈУМ (267)
ДУБНИЈУМ
СИБОРГИЈУМ (271)
БОРИЈУМ (272)
ХАСИЈУМ
МАЈТНЕРИЈУМ
ДАРМШТАТИЈУМ
(268)
(277)
(276)
(281)
РЕНДГЕНИЈУМ (280)
ЖИВА 200,59
ТАЛИЈУМ 204,38
ОЛОВО 207,2
БИЗМУТ 208,98
ПОЛОНИЈУМ (209)
(210)
РАДОН (222)
КОПЕРНИЦИЈУМ
НИХОНИЈУМ
ЛИВЕРМОРИЈУМ
ТЕНЕСИН
ОГАНЕСОН
(284)
ФЛЕРОВИЈУМ (289)
МОСКОВИЈУМ
(285)
ЛАНТАН 138,91
ЦЕРИЈУМ 140,12
ПРАЗЕОДИЈУМ 140,91
НЕОДИЈУМ 144,24
ПРОМЕТИЈУМ
САМАРИЈУМ 150,36
ЕУРОПИЈУМ 151,96
ГАДОЛИНИЈУМ 157,25
ТЕРБИЈУМ 158,93
ДИСПРОЗИЈУМ 162,50
ХОЛМИЈУМ 164,93
ЕРБИЈУМ 167,26
АКТИНИЈУМ
ТОРИЈУМ
ПРОАТИНИЈУМ
УРАН
НЕПТУНИЈУМ
ПЛУТОНИЈУМ
АМЕРИЦИЈУМ
КИРИЈУМ
БЕРКЛИЈУМ
КАЛИФОРНИЈУМ
АЈНШТАЈНИЈУМ
ФЕРМИЈУМ
227,03
232,04
231,04
238,03
237,05
(254)
АСТАТ
(288)
ТУЛИЈУМ 168,93
ИТЕРБИЈУМ 173,04
ЛУТЕЦИЈУМ 174,97
o
L
2 2
1 2
ХЕЛИЈУМ 4,00
релативна атомска маса
1,01
1,01
M
распоред електрона по енергетским нивоима хемијски симбол
1
назив хемијског елемента
ВОДОНИК
pr om
K
МЕНДЕЉЕВИЈУМ
НОБЕЛИЈУМ
(256)
(254)
ЛОРЕНЦИЈУМ (257)
Периодни систем елемената
Заступљеност елемената у Земљиној кори
Подсети се на који начин су елементи поређани у периодном систему елемената (ПСЕ). _______________________________________________________________
uk a
_______________________________________________________________ Како су елементи подељени и којим бојама су означени у ПСЕ? _______________________________________________________________
Ed
Када погледамо таблицу ПСЕ, уочавамо да су квадратићи у којима су уписани елементи различито обојени. Тако су поља у којима су метали обојени плавом бојом, металоиди наранџастом бојом, неметали жутом, а племенити гасови белом. На први поглед се уочава да у ПСЕ доминира плава боја. Метали су најбројнији хемијски елементи у ПСЕ. Међутим, да ли је заступљеност метала у природи много већа од осталих елемената? Погледајмо графикон који показује заступљеност елемената у Земљиној кори. Шта уочаваш? Метала процентуално у природи има мање, што не значи да су мање важни и да се мање употребљавају. Најважнији метали који улазе у састав живих бића су следећи. Гвожђе које улази у састав хемоглобина и даје црвену боју крви. Магнезијум улази у састав хлорофила и даје биљкама зелену боју. Присуство бакра у крви ракова и паука даје плаву боју њиховој крви. Натријум и калијум су веома важни за структуру и функционисање ћелија. Калцијум улази у састав костију и зуба. Све елементе који улазе у састав живих бића називамо биогеним елементима.
10
Mg
Еритроцити Fe
o
Метали се у природи ретко могу наћи у елементарном стању. Разлог томе је њихова реактивност. У елементарном стању се могу наћи: злато, сребро, жива, бакар и гвожђе метеорског порекла. Већина метала се у природи налази сједињена са неметалима у облику стена, руда и минерала.
pr om
Нешто више
uk a
Руде су смеше које се састоје од више различитих компонената; на пример могу да садрже више врста минерала. Минерали су чистији облици специфичних кристалних структура из којих се добијају метали.
Најчешће се метали у природи налазе у облику сулфидних, силикатних, хлоридних, оксидних или карбонатних руда. Сулфидне и карбонатне руде се пржењем преводе у оксидне које се редукују (одузима им се кисеоник). Редукција се најчешће врши помоћу угља.
Ed
Питања и задаци
1. У ком се виду метали могу наћи у живим бићима? 2. Како се називају елементи који улазе у састав живих бића? 3. У ком се виду метали могу наћи у неживој природи?
Кључне речи: руде, стене, минерали, биогени елементи.
11
ОПШТА ФИЗИЧКА И ХЕМИЈСКА СВОЈСТВА МЕТАЛА Физичка својства метала
Ed
uk a
pr om
o
Због чега сваки утикач има метални и пластични део? Подсети се шта су физичка својства (погледај уџбеник за седми разред, страна 24). Метали су на собној температури и атмосферском притиску чврстог агрегатног стања, осим живе, која је течна. Већина метала је сребрнасто сиве боје, металног сјаја. Због реакције са кисеоником, на ваздуху лако губе метални сјај. Бакар је црвене боје, злато жуте, а осмијум је плавичасте боје. Неки метали су веома велике тврдоће као гвожђе и цинк. Други су меки и могу се сећи ножем, као натријум, калијум и олово. Гвожђе, кобалт и никал имају магнетна својства. Мале густине су натријум, магнезијум, алуминијум. То значи да се у њиховим кристалним решеткама у једном кубном центиметру налази мали број атома. Велике густине су гвожђе и олово. Проводе електрицитет и топлоту. Колико добро проводе електрицитет и топлоту, зависи од њихове структуре, од начина на који су атоми метала међусобно повезани. Атоми метала међусобно су спојени металном* везом. Већина метала је ковна, могу се извлачити у жице и у листиће, ваљати у лимове и савијати. Метали са неметалима граде јонска једињења. Атоми метала тада отпуштају електроне и постају позитивни јони – катјони. Јонска једињења граде кристалне решетке. Метали алкалних и земноалкалних метала веома су реактивни, лако реагују са кисеоником из ваздуха и граде оксиде.
12
Метална веза* ‒ у кристалним решеткама атоми метала су густо спаковани, „уроњени” у електронски облак који их својим кретањем повезује (једно од тумачења металне везе).
Хемијска својства метала Метали реагују са кисеоником, водом, неметалима, киселинама и солима. Да ли сви метали реагују са сваком наведеном супстанцом? Не, а то како ће метали реаговати са овим супстанцама зависи од њихових својстава и услова реакције. Са кисеоником само мали број метала не гради оксиде (злато, платина). Познато је да су базни оксиди најчешће оксиди метала. 4Li + O₂ → 2Li₂O
4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃
Са неметалима (хлором, бромом, јодом, сумпором) метали граде соли. 2Na + Cl₂ → 2NaCl
Cu + S → CuS
pr om
o
Са водом на собној температури реагују метали прве групе ПСЕ и граде базе. Метали друге групе такође реагују са водом али много спорије. Гвожђе ће реаговати са водом на врло високој температури (изнад 10000°С). Реактивност метала са водом можемо приказати низом који почиње најреактивнијим металима, а следе мање реактивни: К > Na > Li > Ca > Mg... 2K + 2H₂O → 2KOH + H₂↑
Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂↑
Са киселинама већина метала реагује уз издвајање водоника. 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂↑
Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑
Ed
uk a
Нешто више
Како можемо очистити посребрено посуђе и зашто оно после неког времена потамни? Сребро и посребрени предмети реагују са сумпором из његових једињења (тврдо кувано јаје, сенф, мајонез, водоник-сулфид из ваздуха) и настаје сребро-сулфид, jедињење црне боје. Потамнелу кашику или неки други предмет умотај у алуминијумску фолију, а затим урони у топли раствор натријум-хидрогенкарбоната (соде бикарбоне). После 15 минута извади предмет. Шта запажаш?
Промену можемо представити хемијском реакцијом која се одвијала у базној средини и топлом раствору: 2Al + 3 Ag₂S → 6Аg + Al₂S₃.
13
Важно је да знаш Већина метала је сребрнастосиве боје. На собној температури и атмосферском притиску метали су чврстог агрегатног стања, осим живе, која је у течном. Добро проводе електрицитет и топлоту. Већина метала може да се кује, лије и извлачи у танке жице. Метали реагују са водом, неметалима, кисеоником, киселинама и солима. Како ће метали реаговати са овим супстанцама, зависи од њихових својстава и услова реакције. Најреактивнији су метали прве групе ПСЕ.
Питања и задаци
o
1. Допуни следеће реченице речима које недостају.
pr om
У највишем енергетском нивоу елементи 1. групе ПСЕ имају ___________ електрона, док елементи 2. групе имају ___________ електрона. Да би постигли стабилност најближег могућег племенитог гаса, алкални и земноалкални метали своје валентне електроне ____________________. Изотоп натријума Na, чији је атомски број 11, а масени 25, има _________
uk a
неутрона.
2. У ком облику се метали налазе у земљишту?
Ed
______________________________________________________________ 3. а) Који ће тип хемијске везе настати између атома:
Nа и Cl; ________________ ______________
Ca и О? ________________ ______________
б) Представи електронску структуру наведених атома елемената и начин настајања ових хемијских веза.
14
4. У сваком од датих низова један члан не припада низу. На празну линију упиши симбол елемента који не припада низу.
а) Cl, Na, Mg, Hg _________
б) K, Pb, Zn, O __________
в) Ag, Fe, N, Cu _________
г) Au, P, Ca, Li _________
pr om
6C, 13Al, 20Ca, 15P, 29Cu.
Ed
uk a
o
5. Напиши по једну формулу једињења сваког од следећих елемената са кисеоником тако да валенце свих тих елемената буду међусобно различите:
Кључне речи: кристална решетка, проводљивост, ковност.
15
АЛКАЛНИ И ЗЕМНОАЛКАЛНИ МЕТАЛИ
+
4n0
+
12n0
+
+
+
0
uk a
20n
pr om
o
+
Реактивност (хемијско својство) метала зависи од структуре њихових атома. Најреактивнији су метали прве групе ПСЕ – алкални* метали. То су: литијум, натријум, калијум, рубидијум, цезијум и францијум. У последњем енергетском нивоу имају један валентни електрон и међусобно имају веома слична својства. Њихова реактивност у групи се повећава са повећањем атомског полупречника, од литијума ка калијуму. Елементи друге групе ПСЕ земноалкални метали су реактивни елементи, али ипак мање реактивни од алкалних метала. То су берилијум, магнезијум, калцијум, стронцијум, баријум и радијум. Реактивност расте од берилијума ка калцијуму. Имају два валентна електрона и мањи атомски полупречник од метала прве групе. Метали са неметалима граде јонска једињења. Атоми метала отпуштају електроне и постају позитивни јони – катјони. Јонска једињења граде кристалне решетке.
Демонстрациони оглед
+
Оглед 1: Претходно очишћен комад магнезијумове траке помоћу металних машица унеси у пламен шпиритусне лампе.
Ed 12n
0
+
Шта запажаш? ________________________ +
20n0
+
Магнезијум реагује веома бурно. Сагорева бљештавим пламеном уз ослобађање велике количине топлоте и настаје бели прах магнезијум-оксид. (Сачувати настали прах беле боје.) 2Mg + O2
16
*Алкални значи базни.
2MgO
Демонстрациони оглед Оглед 2: У чашу од 150 cm3 сипај 30 cm3 воде. Пинцетом унеси мали комад натријума и спусти га у чашу са водом. Стакленим штапићем нанеси две до три капи насталог раствора на црвени лакмус папир. Шта запажаш? _______________________________
магнезијум-оксид
pr om
магнезијум + кисеоник
o
Алкални и земноалкални метали лако реагују са кисеоником из ваздуха и граде оксиде. натријум + кисеоник натријум-оксид
Демонстрациони оглед
uk a
Оглед 3: У чашу од 150 cm3 сипај 30 cm3 воде. Пинцетом унеси мали комад калијума и спусти га у чашу са водом. Посматрај! Стакленим штапићем нанеси две до три капи раствора насталог после завршене реакције на црвени лакмус папир. Шта запажаш? ____________________________________________
Ed
Натријум и калијум су веома реактивни и бурно реагују са водом уз издвајање водоника (који се понекад запали). Црвени лакмус папир боји се плавом бојом у присуству насталог раствора. Промена боје црвене лакмус хартије указује на присуство базе. Калијум реагује брже и бурније од натријума. Због велике реактивности, алкални и земноалкални (осим Mg) метали чувају се у петролеуму. То се објашњава већим атомским полупречником. Атом калијума има већи атомски полупречник од атома натријума. Валентни електрон калијума је удаљенији од језгра. 2Na + 2H2O
2NaOH + H2
2К + 2H2O
2КOH + H2
Демонстрациони оглед Оглед 4: Претходно очишћен комад магнезијумове траке стави у епрувету и додај 5 cm3 дестиловане воде. Епрувету загревај пламеном шпиритусне лампе. Стакленим штапићем нанеси две до три капи насталог раствора на црвени лакмус папир. Шта запажаш? ____________________________________________
17
Демонстрациони оглед Оглед 5: Мали комад калцијума стави у епрувету и додај 5 cm3 дестиловане воде. Епрувету кратко загревај пламеном шпиритусне лампе. Стакленим штапићем нанеси две до три капи насталог раствора на црвени лакмус папир. Шта запажаш? ____________________________________________
Mg(OH)2 + H2
Ca + 2H2O
Ca(OH)2 + H2
pr om
Mg + 2H2O
o
Магнезијум и калцијум су реактивни и реагују са водом уз издвајање водоника. Црвени лакмус папир обоји се плавом бојом у додиру са насталим растворима, што показује да је средина базна. Калцијум реагује брже од магнезијума. Валентни електрони калцијума су удаљенији од језгра. Магнезијум и калцијум спорије реагују са водом од натријума и калијума. За реакцију калцијума и магнезијума са водом потребно је загревање. На основу ових огледа можемо закључити да су елементи прве групе ПСЕ реактивнији од елемената друге групе ПСЕ. Алкални и земноалкални метали у реакцији са водом граде хидроксиде уз издвајање водоника.
uk a
Демонстрациони оглед
Ed
Оглед 6: Припреми две епрувете. У једну стави мало магнезијумоксида који је добијен у претходном огледу при сагоревању магнезијума, а у другу мало калцијум-оксида такође насталог у претходном огледу. У обе епрувете додај по 3 cm3 дестиловане воде. Стакленим штапићем нанеси две до три капи раствора магнезијумоксида насталог у води на црвени лакмус папир, а затим поступак понови и са раствором калцијум-оксида у води. Шта запажаш? ____________________________________________
Калцијум-оксид бурно реагује са водом уз ослобађање топлоте (епрувета је јако топла). Епрувету са магнезијум-оксидом мораш загревати. После краћег загревања магнезијум-оксид је изреаговао са водом. То смо утврдили на основу промене боје индикатора. Црвени лакмус папир обојио се плавом бојом. MgО + 2H₂O
Mg(OH)₂
CaО + 2H₂O
Ca(OH)₂
На основу овог огледа можемо закључити да је калцијум-оксид реактивнији од магнезијум-оксида. Њихови хидроксиди се разликују по растворљивости у води.
18
Оксиди алкалних и земноалкалних метала реагују са водом и граде хидроксиде. Замени слова А и В у формулама супстанци и изједначи једначине хемијских реакција: K + О2
А;
A + H2O
KOH;
Ca + O2
B;
B + H2O
Ca(OH)2
Како се још заједничким именом називају оксиди калијума и калцијума? _______________________________________________________________
Питања и задаци
1. Допуни реченице речима које недостају. У првој групи ПСЕ налазе се ______________ метали. Називи ових месу:
________________,
_______________,
________________,
o
тала
_______________, _______________, ________________.
pr om
Реактивност елемената прве групе са порастом атомског броја у групи ____________________, јер ____________________.
uk a
2. Представи хемијским једначинама следеће хемијске реакције или хемијске промене:
б)
Ed
3. Напиши једначину реакције између натријума и воде и заокружи слово испред тачног одговора. Која је маса натријума потребна да би се у реакцији добило 2 g водоника и 80 g натријум-хидроксида? а) 23 g
б) 46 g
в) 4,6 g
4. Напиши на линијама оно што недостаје: 2K + Cl₂
2________;
__ ____ + F₂
__ NaF;
__ ____ + F₂
__ CaF₂
Занимљивости Једињења натријума и калијума (карбонати и хлориди) познати су од давнина. Кувањем пепела биљака добија се луг (калијум-карбонат), од кога се у то време правио сапун. Раствор се употребљавао за прање веша. Кључне речи: алкални метали, земноалкални метали, хидроксиди.
19
Онај који гради кости...
pr om
Калцијум је елемент у знаку броја пет. Пети је по заступљености елемент у Земљиној кори, пети по заступљености као јон у морима, пети јe по маси у људском телу. Био је познат још у старом веку, када су стари Римљани припремали креч од калцијум-оксида. Отуд му и потиче назив калцијум, од латинске речи калкс (calx), што значи креч. Открио га је 1808. године сер Дејви Хамфри (Davy Humphry) када је електролизом раздвојио калцијум-оксид на калцијум и кисеоник.
o
Ca
Калцијума нема слободног у природи зато што је веома реактиван, већ само у облику једињења. Најраспрострањеније једињење калцијума у природи јесте калцијум-карбонат (CaCO₃); улази у састав кречњака, креде и мермера. У природи се калцијум налази у седиментним стенама, у минералима као што су калцит, доломит, гипс.
uk a
20
Симбол калцијума јесте Ca, атомски број му je 20, масени број 40. • Kолико атом калцијум има протона, неутрона и електрона?
_________________________
Ed
40
КАЛЦИЈУМ Калцијум-оксид и калцијум-хидроксид
• Која му је валенца___________? Физичка својства калцијума •
сребрнастосиве боје,
•
мек,
•
добро проводи електрицитет и топлоту (мало се употребљава у те сврхе због реактивности.
Хемијска својства калцијума •
реактиван метал,
•
реагује са кисеоником из ваздуха и водом (чува се у петролеуму).
20
20p+ 20nO
Оглед Оглед 1: Спаљивање калцијума или магнезијума Комадић калцијума, односно магнезијума, пинцетом унеси у пламен шпиритусне лампе. Добијени оксид пренеси у епрувету.
Оглед
pr om
o
Сагоревање метала може се приказати једначинама хемијских реакција:
Ed
uk a
Оглед 2: Оксид добијен у претходном MgO огледу сипај у воду. Ако је потребно, може се мало загревати. Стакленим штапићем нанеси две до три капи раствора на црвени лакмус папир. HO 2 Шта запажаш? ________________________________________________________.
На основу изведених огледа закључујемо да су добијени оксиди базни.
21
CaO је познат као живи креч. У реакцији калцијум-оксида и воде настаје гашени креч – кречно млеко. Када се кречно млеко профилтрира, настаје кречна вода. Калцијум-оксид је базни оксид. Он са водом гради базу калцијум-хидроксид, Ca(OH)2, зато се назива и анхидрид базе. Ова реакција је бурна, ослобађа се топлота. CaO: живи креч, анхидрид базе (базни оксид). Ca(OH)2: гашени креч, кречно млеко, кречна вода, база калцијум-хидроксид.
pr om
o
Гашени креч се затим меша са песком и ствара се малтер, који се наноси на наслагане цигле, а затим се суши да очврсне. При сушењу малтера долази до следеће хемијске реакције:
uk a
Угљеник(IV)-оксид из ваздуха се везује, а вода излази и тако се малтер суши и очвршћава. Примена калцијум-оксида и калцијум-хидроксида: • у производњи стакла и папира, • у грађевинарству, • за кречење, • за прављење малтера.
Ed
Нешто више
Калцијум је есенцијални* елемент за живе организме, што значи да се мора уносити храном. У организму гради кости и зубе. Има битну улогу у контракцији мишића, крвних судова, за правилно излучивање ензима и хормона, за згрушавање крви. За правилну исхрану неопходно је свакодневно уношење калцијума путем хране. Има га у млеку, јогурту, смоквама, сусамовом и бадемовом семену, поморанџи, пасуљу, броколију, млеку. Недостатак калцијума у костима доводи до појаве болести рахитис код деце и остеопорозе код старијих особа.
22
*Есенцијални – наш организам га не може синтетисати.
Присуство калцијумових и магнезијумових јона у природним водама, као и у води са чесме, доводе до појаве каменца. Калцијум-карбонат је нерастворан у води, али у присуству угљеник (IV)-оксида из ваздуха делимично се раствара. Ова појава одиграва се у пећинама, у којима је иначе присутан угљеник(IV)-оксид, када се стварају пећински украси као што су сталактити и сталагмити. Кречњак се делимично раствори, па се поново таложи.
o
Важно је да знаш
Питања и задаци
pr om
Калцијум је земноалкални метал. Мек је, мале густине, добро проводи електричну струју и топлоту. Валенца му је два. Са кисеоником гради калцијум-оксид. Са водом гради хидроксид и због тога овај оксид називамо базним оксидом или анхидридом базе.
uk a
1. Објасни хемијску везу у кристалу CaF2.
Ed
Атом калцијума има два, а атом флуора има седам електрона у последњем енергетском нивоу. Представи електронским формулама грађење везе.
2. Мостови, шине, арматуре зграда изграђени су од челичних конструкција. Због чега се у ту сврху не користе елементи 1. и 2. групе ПСЕ?
3. У реакцији 10 g калцијума и 20 g кисеоника настаје оксид калцијума. Која супстанца остаје у вишку и колико грама је вишак?
23
4. Колико се грама калцијум-хлорида налази у 200 грама 20%-ног раствора ове соли?
Ed
uk a
pr om
o
5. Напиши на линији формуле супстанци које учествују у хемијској реакцији. Примени Закон о одржању масе.
24
Кључне речи: реактивност, анхидрид базе (базни оксид).
Гвожђе, Алуминијум, Бакар, Цинк и Олово Алкални и земноалкални метали су веома реактивни, као и њихови оксиди и хидроксиди, па се поменуте групе метала не користе у елементарном стању. Гвожђе, алуминијум, бакар, цинк и олово знатно се разликују по својим физичким и хемијским својствима од алкалних и земноалкалних метала.
pr om
Оглед 1: У сталак за епрувете стави шест епрувета. У сваку епрувету сипај по 3 cm3 раствора хлороводоничне киселине (1:1), а затим редом додај метале: натријум пинцетом и остале метале: магнезијум, алуминијум, цинк, гвожђе и бакар. Опиши шта запажаш.
o
Оглед
Mg
Al
Zn
Fe
Cu
uk a
Na
Ed
Mg + 2HCl MgCl₂ + H₂ На основу издвојених мехурића насталог водоника може се извести закључак о реактивности различитих метала. Који метал је најреактивнији? Са кисеоником из ваздуха реагују споро и граде оксиде следећи елементи.
Већина наведених оксида ствара заштитни слој на површини метала, који их штити од даљег пропадања. Наведени оксиди не реагују са водом и не граде хидроксиде из својих оксида.
25
Al
Онај који гради авионе...
Алуминијум је трећи елемент по заступљености у земљишту. Налази се у облику руда, реактиван је и не налази се слободан. Улази у састав минерала корунда (у облику Al₂O₃), који са малим примесама других супстанци чини драго камење различитих боја.
pr om
o
Нешто више Присуство тровалентног гвожђа даје корунду црвену боју и то је рубин, двовалентни кобалт даје плаву боју и то је сафир, а тровалентни хром даје зелену боју смарагду.
Физичка својства алуминијума • • • • • •
Метал сребрнастосиве боје, мале густине (2,9 g/cm3), чврст и јако растегљив, добар проводник топлоте и електрицитета, добро се кује и извлачи у жице, лимове и фолије, мрви се у прах, отпоран на корозију.
uk a
13
АЛУМИНИЈУМ
Ed
27
Примена алуминијума
Због мале густине, алуминијум се користи за израду: • авиона, • оквира за прозоре, • врата, • легура, • аутомобилских фелни. Због добре проводљивости користи се за израду: • електропроводника, • фолија, • лимова, • посуђа.
26
Cu
64
БАКАР
29
Онај који проводи...
pr om
o
Поред злата и сребра, бакар је један од најраније откривених елемената. Откривен је још у праисторији. Постоји историјско раздобље које се назива бакарно доба. Бакар се у природи налази у елементарном облику, у облику сулфидних и оксидних руда. Добија се из својих руда сложеним поступком. Валенца бакра може да буде један или два. Постоје два оксида бакра. Бакар(I)-оксид и бакар(II)-оксид. Ниједан оксид бакра се не раствара у води.
uk a
Физичка својства бакрa • Метал сјајноцрвене боје, • мек је и лако се прерађује ковањем, извлачењем у жице и ваљањем у лимове, • одличан је проводник топлоте и електрицитета.
Ed
Примена бакра Бакар се користи: • у електротехници, • у телефонији, • за израду грејача, котлова, посуђа, новца, накита, • у грађевинарству за израду купола, олука, • за прављење легура, • за израду споменика. Бакар на ваздуху реагује са угљен-диоксидом из ваздуха и гради базни бакарни карбонат (зелена патина), који има веома лепу зелену боју и штити бакар од корозије. Зато се бакар користи за прекривање кровова и израду олука.
27
Питања и задаци 1. Доврши једначине хемијских реакција:
o
2. Алуминијум-оксид настаје сагоревањем алуминијума. Напиши једначину хемијске реакције.
pr om
____________________________________________________________ 3. Шта су по хемијском саставу рубин и сафир?
____________________________________________________________
uk a
4. Колика је маса два мола атома алуминијума?
Ed
____________________________________________________________
28
Кључне речи: мала реактивност, минерал корунд, драго камење, базни бакарни карбонат, легуре.
Zn
Чува имунитет...
Цинк се у природи може наћи у рудама. У својим једињењима је двовалентан.
o
Руда цинка
pr om
Физичка својства и примена цинка • Мек, плавичастобео метал, • на ваздуху се превлачи танким слојем оксида, који га штити од корозије, • користи се за превлачење неких предмета од гвожђа за заштиту од корозије, • добар је проводник електрицитета и топлоте, користи се за израду батерија, • • користи се у виду лима (олуци, корита и сл.), • састојак легура.
Обрађени цинк
uk a
30
ЦИНК
Цинк-оксид (ZnO) настаје сагоревањем пара цинка у струји ваздуха. Добија се бели прах који се не раствара у води, а добро се раствара у киселинама и базама.
Ed
65
Користи се као бела уљана боја. Употребљава се као бела минерална боја у сликарству, за израду глазура за порцелан, у медицини за лечење неких кожних болести.
Боја за метал
Уљана сликарска боја на бази цинка
29
Pb
207
ОЛОВО
82
Велике густине...
У природи се олово може наћи у елементарном стању у малим количинама. У земљишту се налази у својим рудама. Руда олова
Олово има валенцу два и четири.
pr om
o
Олово се не раствара у дестилованој води, док се у природним водама, које садрже карбонатне јоне, процес растварања брзо зауставља због стварања заштитног слоја олово(II)-карбоната. Олово се добро раствара у азотној киселини. Базе не делују на олово. Ако растопљено олово оксидује на ваздуху, настаје олово(II)-оксид. Користи се за глазирање керамичких производа, за израду минијума*, као жута боја у сликарству. Физичка својства олова
Акумулатор
Олово је мек метал и велике густине, не подлеже корозији, на ваздуху потамни јер се превуче сивим слојем оксида, који га штити од даље оксидације, олово и његова једињења су отровни.
uk a
• • • •
Примена олова
• • •
Користи се за заштиту од штетног зрачења при раду са рендгенским апаратима, за израду акумулатора, у војној индустрији (за израду муниције), у индустрији боја.
Ed
•
Заштитни прслук
На који начин се може искористити својство неких метала (Zn, Cu, Pb) да на својој површини граде оксиде, који их штите од даљег пропадања? ____________________________________________ Олово(II)-хидроксид се добија из своје соли помоћу јаке базе, зато што се олово(II)-оксид не раствара у води.
30
*Минијум је мешовити оксид олова.
Кључне речи: заштита метала, велика густина, мала тврдоћа.
Fe
Преносилац кисеоника...
pr om
o
Први откривени комад гвожђа пао је на Земљу као метеорит. Гвожђе је један од десет најзаступљенијих елемената у космосу. Има га на Сунцу, другим планетама и у метеоритима. Гвожђе је у Земљиној кори четврти елемент по заступљености и налази се у облику својих руда. Њихова прерада је врло сложена. У нашем организму гвожђе улази у састав крвног пигмента, хемоглобина. Физичка својства гвожђа • Елемент велике тврдоће, • сребрнастосиве боје, • може се ковати, • може се извлачити у жице, • има магнетна својства.
На сувом ваздуху гвожђе је стабилно. У присуству влаге и кисеоника из ваздуха гради се гвожђе(III)-оксид. Овај процес се назива корозија* или рђање, и доводи до пропадања гвожђа.
uk a
26
ГВОЖЂЕ
На који начин се може спречити рђање гвожђа?
Ed
56
Да би се спречило рђање гвожђа, потребно је да се створи одређена баријера између гвожђа, ваздуха и воде. Стога се предмети од гвожђа превлаче слојем других метала чији су оксиди постојани. Превлаче се слојем цинка или олова. Мешовити оксид олова минијум у ланеном уљу је црвени заштитни премаз за заштиту метала, чиме се гвожђе премазује. Ради заштите понекад се превлачи танким слојем пластике.
*Корозија – физичко-хемијски процес разарања метала.
31
Гвоздени предмети захваћени корозијом
Примена грожђа
pr om
o
Због велике тврдоће гвожђе се користи за производњу легуре челика, од које се праве: • мостови, • шине, • алати, • грађевинске конструкције, • машине. Постоје два оксида гвожђа, гвожђе(II)-оксид и гвожђе(III)-оксид. У реакцији гвожђа и кисеоника увек се гради гвожђе(III)-оксид: 2Fe₂O₃.
uk a
4Fe + 3O₂
Гвожђе(II)-оксид се добија на други начин: 2FeO + H₂O.
Ed
Fe₂O₃ + H₂
32
Гвожђе је есенцијални елемент и мора се уносити путем хране. Недостатак гвожђа доводи до појаве болести анемије. Гвожђа има у црвеном месу, џигерици, шкољкама, риби, тамном пасуљу, спанаћу, коприви, семенкама бундеве, лана, сусама, црној чоколади... Због корозије гвожђе се ретко користи у чистом облику, већ се меша са другим елементима. Те смеше се називају легуре.
Кључне речи: есенцијални елемент, корозија, хемоглобин.
ЛЕГУРЕ
ПРИМЕРИ ЛЕГУРА
pr om
o
На који начин се могу побољшати својства метала? Како настају хомогене смеше чврстог агрегатног стања, легуре? Подсети се шта су смеше. Многи метали у чистом облику мале су тврдоће и нису постојани – лако реагују. Њихова тврдоћа и постојаност побољшавају се мешањем метала са једним елементом или са више елемената, обично са другим металима. Ове смеше се називају легуре. Својства легура се могу подешавати мењањем удела метала који се мешају.
Ed
uk a
Бронза је легура бакра и калаја. Својства легуре: црвенкасте боје, отпорна на хабање и корозију. Примена: за израду скулптура, клизних лежајева, медаља. Месинг је легура бакра и цинка. Својства легуре: лако се обликује, има боју злата, отпоран је на механичка оштећења. Примена: за израду музичких инструмената, вијака, одливака, квака, украсних предмета, новчића. Челик је легура гвожђа и угљеника. Својства легуре: сивкасте боје, отпоран на корозију. Примена: за кухињски и хируршки прибор, у грађевинарству, за израду мостова и шина. Дуралуминијум је легура алуминијума и бакра. Својства легуре: чврст, лак. Примена: за израду делова бицикли и авиона.
33
Силумини су легуре које садрже силицијум. Својства легуре: отпорни на корозију, лако се обликују. Примена: за израду аутомобила, авиона и мотоцикала.
Нешто више
Важно је да знаш
pr om
o
Највећи део гвожђа у организму је у облику јона, налази се у хемоглобину. У јетри и слезини је депонован у облику протеина. Гвожђе се налази у намирницама: свеже месо, першун, спанаћ, жуманце, шкољке, брескве и какао. Бакар се налази у мишићима, јетри и крви. Бакар можемо наћи у намирницама: свеже месо, ракови, житарице, свеже и сушено воће. Недостатак бакра утиче на синтезу хемоглобина. Цинка највише има у кожи и улази у састав ензима. Ако једемо разноврсну храну и уносимо довољно свежег меса, кикирикија, пивског квасца, печурака и сувог воћа, унећемо у наш организам довољно цинка.
Ed
uk a
Неки метали реагују споро са кисеоником из ваздуха и граде оксиде: Al₂O₃, ZnO, CuO, PbO. Наведени оксиди стварају заштитни слој на површини метала, који их штити од даљег пропадања. Оксиди ових метала не реагују са водом и не граде хидроксиде. Гвожђе има велику примену у грађевинарству и металургији. Недостатак јона гвожђа у нашем организму доводи до болести анемије. Алуминијум је метал мале густине, због тога има велику примену и чест је састојак легура. Бакар је један од најбољих проводника електрицитета и топлоте. Бакар има велику примену у електротехници и грађевинарству.
Лабораторијска вежба I
Предлози за пројектну наставу Уради предложени пројекат на страни 192.
34
Кључне речи: бронза, месинг, челик, дуралуминијум, силумин.
Оксиди метала и хидроксиди, својства и примена
pr om
o
Неки метали реагују веома бурно са кисеоником из ваздуха и граде оксиде (допуни реакције):
Оксиди ових метала лако реагују са водом и граде базе, хидроксиде (допуни реакције):
uk a
метал + кисеоник-→ оксид метала (анхидрид базе) оксид метала (анхидрид базе) + вода → база (хидроксид)
Раствори ових база боје црвени лакмус папир у плаво.
Ed
Хидроксиди гвожђа, бакра, алуминијума, цинка и олова добијају се у реакцији њихових соли са алкалним хидроксидом (нпр. натријум-хидроксидом).
35
Универзални индикатор* у растворима NaOH, KOH, Ca(OH)₂ промениће боју у црвенољубичасто. Хидроксиди Al(OH)3, Fe(OH)3, Zn(OH)2, Cu(OH)2, Pb(OH)2 промениће боју универзалног индикатора у плаво. Валенца метала у оксиду метала (анхидриду хидроксида) једнака је као и у хидроксиду. Допуни једначине хемијских реакција: . Хидроксиди се могу добити и реакцијом метала 1. и 2. групе ПСЕ са водом. 2Na + 2H₂O
2NaOH + H₂ ;
Mg + 2H₂O
Mg(OH)₂ + H₂ .
uk a
pr om
o
Својства хидроксида • На собној температури и атмосферском притиску хидроксиди су супстанце у чврстом агрегатном стању, • отровне, корозивне супстанце, • присуство хидроксида у воденом раствору утврђује се помоћу индикатора, • укус хидроксида је веома сличан укусу сапуна (не испитује се чулом укуса), • реагују са киселинама, при чему граде со и воду, • на додир су клизаве (сличне сапуну), • хидроксиди су нагризајуће супстанце, треба бити веома опрезан при руковању, • дисоцијацијом у води као негативне јоне дају искључиво хидроксидне јоне: KOH H2O
K+ + OH-
Ba(OH)2
H2O Ba2+ + 2OH-
Ed
Базе у води дисосују дајући хидроксидне јоне и јоне метала. NaOH
H2O
Na+ + OH-
Ca(OH)₂
H2O
CaOH+ + OH-
CaOH+
H2O
Ca2++ OH-
Ca(OH)₂
H2O
Ca2++ 2OHЦрвени лакмус папир
Присуство базе у води значи да се повећала концентрација OH- јона у води, који дају базност средини. То се доказати помоћу индикатора.
36
*Универзални индикатор – мења боју и у киселини и у бази, од црвене до љубичасте.
Раствор базе
Примена хидроксида Натријум-хидроксид (масна, каустична или камена сода) • у индустријским процесима за добијање сапуна, детерџената, • за одмашћивање одводних цеви у домаћинству.
Сапун
Литијум-хидроксид • као електролит за израду акумулатора и алкалних батерија.
pr om
Калцијум-хидроксид • у производњи стакла и папира, • у грађевинарству, • за кречење, • за прављење малтера.
Кречење зидова
o
Магнезијум-хидроксид • за израду опека од којих се праве пећи и ватростално посуђе.
Важно је да знаш
Зидање
Ed
uk a
Неки метали реагују веома бурно са кисеоником из ваздуха и граде оксиде. Оксиди ових метала лако реагују са водом и граде базе (хидроксиде). Хидроксиди алкалних метала су јаке базе. Јачина база расте од литијум-хидроксида према цезијум-хидроксиду. Хидроксиди земноалкалних метала су јаке базе, али су слабије од алкалних хидроксида. Јачина њихових база расте, идући од магнезијума према баријуму. Оксиди метала који не реагују са водом (оксиди алуминијума, гвожђа, цинка, бакра, олова) граде хидроксиде у реакцији њихових соли са натријум-хидроксидом. Општа једначина дисоцијације алкалних и земноалкалних метала: МOH
H2O
М+ + OH-;
М(OH)2 H2O
М2+ + 2OH-.
Питања и задаци 1. На ваздуху гвожђе рђа. Кисеоник из ваздуха оксидује гвожђе и настаје гвожђе(III)-оксид. а) Напиши једначину хемијске реакције. б) Колико је молова кисеоника потребно за оксидацију 22,4 g гвожђа?
37
2. Попуните табелу подацима који се односе на својства и примену метала. Елемент
Физичка својства
Примена
Гвожђе Алуминијум Бакар
Ar(Ѕ)=32 Ar(Fe)=56 а) 16 g S и 28 g Fe б) 30 g S и 60 g Fe в) 16 g S и 40 g Fe
pr om
o
3. Загревањем смеше гвожђа и сумпора настаје једињење гвожђе(II)-сулфид, FeS. У ком од наведених примера, после загревања, неће остати вишак сумпора?
4. Поред физичких својстава метала, напиши на празној линији симбол метала који поседује та својства.
uk a
а) Гради више оксида, подлеже корозији, а његове легуре се највише употребљавају у индустрији. __________________
Ed
б) Добар проводник електричне струје, мекан, а од њега се праве кровови и олуци. ___________________ в) Гради базни оксид. Млеко, сусам и бадем богати су једињењима овог елемента. ___________________
5. Напиши хемијске формуле, односно називе наведених оксида: натријум-оксид ______________;
калцијум-оксид __________________;
РbO ________________;
K2O __________________;
бакар(II)-оксид _____________;
бакар(I)-оксид __________________;
гвожђе(III)-оксид _____________;
гвожђе(II)-оксид _________________;
Al₂O₃ _____________________;
MgO __________________.
38
6. Колико молова водоника настаје у реакцији 20 g калцијума са довољном количином воде? Аr(Ca) = 40, Ar(H) = 1. 7. Хемијске елементе: алуминијум, магнезијум, калијум, гвожђе и бакар распореди у табелу на основу њихових валенци и напиши формуле њихових оксида. I
III
II, III
I, II
pr om
o
II
8. Непознати хемијски елемент (метал) има следећа својства: Налази се у Земљиној кори, морској и речној води. Састојак је стена, руда и минерала.
uk a
Реактиван је и чува се у стакленој флаши под петролеумом. Недостатак овог елемента у организму изазива многа обољења и поремећаје. Оксид овог метала примењује се у производњи шећера, хартије и ста-
Ed
кла.
Овај елемент је _________________.
Кључне речи: црвени лакмус папир, плави лакмус папир, универзални индикатор.
39
САДА ЗНАШ ПЕРИОДНИ СИСТЕМ ЕЛЕМЕНАТА атомски број
1
K
1
ВОДОНИК
2 ЛИТИЈУМ 6,94
M
N
БЕРИЛИЈУМ 9,01
НАТРИЈУМ 22,99 1 8 8 2
РУБИДИЈУМ
1 8 18 8 2
85,47
P
НЕМЕТАЛИ
БОР 10,81
ПЛЕМЕНИТИ ГАСОВИ
МЕТАЛОИДИ
2 8 8 2
КАЛЦИЈУМ 40,08
СКАНДИЈУМ
2 9 8 2
44,96 2 8 18 8 2
АЗОТ
УГЉЕНИК
2 10 8 2
ТИТАН
ВАНАДИЈУМ 50,94
47,87 2 9 18 8 2
ИТРИЈУМ
87,62
88,91
БАРИЈУМ
ЛАНТАНИДИ ЛАНТАН И ЛАНТАНИДИ
2 10 18 8 2
ЦИРКОНИЈУМ
НИОБИЈУМ
91,22
92,91
2 11 8 2
1 13 8 2
ХРОМ
МАНГАН
МОЛИБДЕН
1 13 18 8 2
КОБАЛТ 58,93
ГВОЖЂЕ 55,85
54,94
52,00 1 12 18 8 2
2 14 8 2
2 13 8 2
1 14 18 8 2
ТЕХНЕЦИЈУМ
РУТЕНИЈУМ
95,94
98,91
101,07
ВОЛФРАМ
РЕНИЈУМ
ОСМИЈУМ
1 15 18 8 2
РОДИЈУМ
2 15 8 2
НИКАЛ
БАКАР
58,70 1 16 18 8 2
101,07
1 18 8 2
2 16 8 2
63,55
106,4
ЦИНК
СРЕБРО 107,87
КАДМИЈУМ
2 18 18 8 2
112,41
ГАЛИЈУМ
ИНДИЈУМ
5 18 8 2
4 18 8 2
72,64
КАЛАЈ
4 18 18 8 2
118,71
6 8 2
СУМПОР 32,07
АРСЕН 74,92
АНТИМОН
СЕЛЕН 78,96 5 18 18 8 2
121,76
ТЕЛУР 127,60
20,18
АРГОН 39,95 8 18 8 2
7 18 8 2
БРОМ
КРИПТОН 83,80
79,90 6 18 18 8 2
8 8 2
7 8 2
ХЛОР 35,45 6 18 8 2
8 2
НЕОН
19,00
5 8 2
ФОСФОР 30,97
ГЕРМАНИЈУМ
3 18 18 8 2
114,82
ФЛУОР
16,00
4 8 2
3 18 8 2
69,72
65,41 1 18 18 8 2
18 18 8 2
ПАЛАДИЈУМ
2 18 8 2
КИСЕОНИК
14,01
12,01
СИЛИЦИЈУМ 28,09
7 2
6 2
5 2
4 2
3 8 2
АЛУМИНИЈУМ 26,98
СТРОНЦИЈУМ
132,91
137,33
ФРАНЦИЈУМ
РАДИЈУМ
(233)
226,03
7
ЛАНТАНИДИ АКТИНИДИ
АКТИНИДИ АКТИНИЈУМ И АКТИНИДИ
ХАФНИЈУМ
ТАНТАЛ
ИРИДИЈУМ
ПЛАТИНА
ЗЛАТО
178,49
180,95
183,84
186,21
190,23
192,22
190,23
196,97
РАДЕРФОРИЈУМ (267)
ДУБНИЈУМ
СИБОРГИЈУМ (271)
БОРИЈУМ (272)
ХАСИЈУМ
МАЈТНЕРИЈУМ
ДАРМШТАТИЈУМ
(268)
(277)
(276)
(281)
РЕНДГЕНИЈУМ (280)
ЈОД
7 18 18 8 2
126,90
КСЕНОН 121,29
uk a
Ed
3. Метали проводе топлоту. Топлотна енергија може да се преноси кроз метал.
4. Неки метали су велике тврдоће и чврстине и користе се за израду легура. Због тога су добар грађевински материјал (арматуре, шине, мостови, металне конструкције зграда, ограде).
ЖИВА 200,59
ТАЛИЈУМ 204,38
ОЛОВО 207,2
БИЗМУТ 208,98
ПОЛОНИЈУМ (209)
(210)
РАДОН (222)
КОПЕРНИЦИЈУМ
НИХОНИЈУМ
ЛИВЕРМОРИЈУМ
ТЕНЕСИН
ОГАНЕСОН
(284)
ФЛЕРОВИЈУМ (289)
МОСКОВИЈУМ
(285)
АСТАТ
(288)
ЛАНТАН 138,91
ЦЕРИЈУМ 140,12
ПРАЗЕОДИЈУМ 140,91
НЕОДИЈУМ 144,24
ПРОМЕТИЈУМ
САМАРИЈУМ 150,36
ЕУРОПИЈУМ 151,96
ГАДОЛИНИЈУМ 157,25
ТЕРБИЈУМ 158,93
ДИСПРОЗИЈУМ 162,50
ХОЛМИЈУМ 164,93
ЕРБИЈУМ 167,26
ТУЛИЈУМ 168,93
ИТЕРБИЈУМ 173,04
ЛУТЕЦИЈУМ 174,97
АКТИНИЈУМ
ТОРИЈУМ
ПРОАТИНИЈУМ
УРАН
НЕПТУНИЈУМ
ПЛУТОНИЈУМ
АМЕРИЦИЈУМ
КИРИЈУМ
БЕРКЛИЈУМ
КАЛИФОРНИЈУМ
АЈНШТАЈНИЈУМ
ФЕРМИЈУМ
МЕНДЕЉЕВИЈУМ
НОБЕЛИЈУМ
227,03
232,04
231,04
238,03
237,05
(256)
(254)
ЛОРЕНЦИЈУМ (257)
pr om
2. Метали проводе електричну струју. Грађа метала омогућава електронима да лако пролазе кроз њих и зато проводе струју.
40
2
3 2
периода
6 ЦЕЗИЈУМ
Q
МЕТАЛИ
1
МАГНЕЗИЈУМ 24,31
4
5
K
2 8 2
1 8 2
3
КАЛИЈУМ 39,10
O
група
(254)
o
1. Метали заузимају највећи део Периодног система елемената.
2 2
1 2
ХЕЛИЈУМ 4,00
релативна атомска маса
1,01
1,01
L
распоред електрона по енергетским нивоима хемијски симбол
1
назив хемијског елемента
ВОДОНИК
8 18 18 8 2
o
5. Метали имају сјај. Исполирани или свеже пресечени метали рефлектују светлост са своје глатке површине.
Ed
uk a
pr om
6. Метали су ковни и савитљиви. Метали могу да се лако савијају (ако је комад метала танак). Метали се могу извлачити у жице и лимове. Везе између атома метала могу да се одрже и када се метали савијају и извлаче у жице.
7. Метали имају високе температуре топљења. За топљење метала потребно је да се утроши велика количина топлотне енергије. Између атома метала везе су јаке и зато је потребна велика енергија за њихово раскидање. Постоје неки изузеци, као натријум.
8. Метали имају велику густину. Густина зависи од тога колико је атома „спаковано” у одређену запремину. Велики број атома метала „спакован” је у малој запремини. Неки изузеци: натријум и алуминијум имају малу густину.
41
9. Метали граде легуре. Мешањем различитих метала настају хомогене смеше (легуре). Легуре имају својства метала од којих су настале. Зато лаки метали помешани са тешким и чврстим металима дају легуре које су лаке а чврсте.
pr om
o
10. Метали реагују са кисеоником и граде оксиде.
Ed
uk a
11. Неки метали су магнетични. Гвожђе, никл и кобалт су магнетични. Легуре ових метала такође могу бити магнетичне. Челик је легура са великим процентом гвожђа и зато је магнетичан.
12. Оксиди метала који реагују са водом су базни. Оксиди метала са водом граде базе (хидроксиде).
• Присуство базе се доказују индикаторима.
42