Kemia

HX-lisäys alkyyneihin

HX-lisäys alkyyneihin



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Onko sinulla vaikeuksia ymmärtää yksikköä HX-Addition to Alkynes? Sitten sinulta saattaa puuttua seuraavat perusasiat:

Alkeenit30 min.

KemiaOrgaaninen kemiaAlkeenit

Tässä oppimisyksikössä alkeenit ja sykloalkeenit esitetään orgaanisten aineiden luokkina. Alkeenien ominaisuuksia, reaktioita ja merkitystä on havainnollistettu esimerkkien avulla.

Halogenidin lisääminen alkeeneihin30 min.

KemiaOrgaaninen kemiaAlkeenit

Vetyhalogenidien lisäämistä alkeeneihin käsitellään johdannossa, mutta myös yksityiskohtaisemmin.


N/A3[BN2] ja Na2K [BN2]: Tunnettu ja uusi alkalimetallidinitridoboraatti, joka on saatu miedolla lämpödehydrauksella

N/A3[BN2] ja Na2K [BN2] saatiin valkoisina monikiteisinä jauheina vastaavien binääriseosten NaNH reaktiosta2: NaBH4 ja NaNH2: KBH4 moolisuhteessa 2:1 lämpötilassa 873 K ja 683 K, vastaavasti, argonvirrassa. Lämpöanalyysimittausten tulosten mukaan molemmat yhdisteet ovat lämpöstabiileja vain 954 K (Na3[BN2]) ja 712 K (Na2K [BN2]), joka hajoaa alkalimetallin ja typen kehittyessä, jolloin saadaan lopullisena jäännöksenä kuusikulmainen BN, joka tunnistettiin jauhekuvioista. Na:n kiderakenne3[BN2] <>3[BN2] tyyppiä P.21/c (nro 14) Z = 4> vahvistettiin ja yksikkösoluparametrit määritettiin uudelleen: a = 5,724 (1) Å, b = 7,944 (1) Å, c = 7,893 (1) Å, β = 111,31 (1)°. Röntgenjauhetietojen mukaan Na2K [BN2] kiteytyy isotyyppisesti Na:ksi2KCuO2 tetragonaalisessa avaruusryhmässä minä4/mmm (nro 139) kanssa a = 4,2359 (1) Å, c = 10,3014 (2) Å ja Z = 2. Na:n kiderakenne2K [BN2] koostuu lineaarisista [N – B – N] 3– anioneista, jotka keskittyvät pitkänomaisesti M.14 rombiset dodekaedrat, jotka muodostuvat 8 natrium- ja 6 kaliumatomista. [BN2]@N/A8/4K6/6 Polyhedrat pinotaan [001] pitkin ja tiivistetään yhteisten nelikulmaisten pintojen kautta tilan täyttävän 3D-järjestelyn luomiseksi. Lineaaristen [N-B-N] 3-yksiköiden B-N-sidospituudet ovat 1,357 (4) Å. Otsikon yhdisteiden värähtelyspektrit mitattiin ja analysoitiin perustuen D.∞h asiaankuuluvien [N-B-N] 3 - ryhmien symmetria ottaen huomioon Na:n paikkasymmetriavaikutukset3[BN2]. Sekä aaltoluvut että lasketut valenssivoimavakiot f(B-N) = 7,29 N·cm-1 (Na3[BN2]) ja 7,33 N·cm-1 (Na2K [BN2]), ovat hyvässä linjassa tunnettujen alkali- ja maa-alkali-dinitridoboraattien kanssa.


Kiinteiden yhdisteiden tilavuuskemiasta: Wilhelm Biltzin perintö †

Atomi- tai ionitilavuuksien laskemiseen käytettiin Quantum Theory of Atoms In Molecules -menetelmää. Alueita (altaita) ytimien ympärillä, joita rajoittavat nollavuon pinnat elektronitiheysgradientissa, kutsutaan QTAIM-atomeiksi. Ne eivät ole päällekkäisiä ja täyttävät tilan kokonaan. Altaiden tilavuus antaa atomien tai ionien tilavuudet. Elektronitiheyden integroiminen tilavuuteen tuottaa tehollisia varauksia, jotka määrittelevät tietyn QTAIM-lajin neutraalin tai ionisen luonteen. Nykyiset tutkimukset koskevat metallihydridejä, metallinitridejä ja järjestelmän Al-Pt metallien välisiä yhdisteitä. Lineaarinen suhde vedyn tai typen ionitilavuuksien välillä, joka on määritetty QTAIM:n mukaisesti ja sen jälkeen Biltz on löydetty (homodesmisista) binaarisista metallihydrideistä ja binäärisistä metallinitrideistä, mutta se on havaittu vain suuntauksena, jossa heterodesmiset yhdisteet, kuten ternääriset hydrido- ja nitridometalaatit, poikkeavat enemmän A.a[M.mXx] (A. - alkali- tai maa-alkalimetalli, M. - siirtymämetalli ja X - H tai N). Poikkeama lineaarisuudesta heterodesmisille yhdisteille johtuu erilaisista kemiallisista sidoksista, jotka ovat läsnä [M.mXx] anionit toisaalta ja toisaalta anionien ja kationien välillä, mikä näkyy lasketuissa tilavuuksissa ja QTAIM-varauksissa. M. muu X komponentit. Al-Pt-järjestelmän metallienvälisten yhdisteiden osalta kvanttikemialliset laskelmat paljastavat negatiivisia varauksia platinaatomeille ja positiivisia alumiiniatomeille niiden elektronegatiivisuuden mukaisesti. Atomitilavuuden vaihtelun ottaminen käyttöön koostumuksen kanssa laajentaa Vegardin lähestymistapaa ja antaa epälineaarisen kulmakertoimen keskimääräisen atomitilavuuden pitoisuusriippuvuudelle, mikä selittää kvalitatiivisesti kokeelliset tulokset.


Sisällys

Kemiallinen muokkaus

Kuten muissakin ryhmissä, tämän perheen jäsenet osoittavat kuvioita elektronisessa kokoonpanossaan, erityisesti uloimmissa kuorissa, mikä johtaa kemiallisen käyttäytymisen suuntauksiin:

Z elementti Ei. elektroneista / kuoresta Elektronikonfiguraatio [n 1]
4 beryllium 2, 2 [Hän] 2s 2
12 magnesium 2, 8, 2 [Ne] 3s 2
20 kalsiumia 2, 8, 8, 2 [Ar] 4s 2
38 strontium 2, 8, 18, 8, 2 [Kr] 5s 2
56 barium 2, 8, 18, 18, 8, 2 [Xe] 6s 2
88 radium 2, 8, 18, 32, 18, 8, 2 [Rn] 7s 2

Suurin osa kemiasta on havaittu vain ryhmän viidellä ensimmäisellä jäsenellä. Radiumin kemia ei ole vakiintunutta sen radioaktiivisuuden vuoksi [2], joten sen ominaisuuksien esittäminen tässä on rajallista.

Maa-alkalimetallit ovat kaikki hopeanvärisiä ja pehmeitä, ja niillä on suhteellisen alhaiset tiheydet, sulamispisteet ja kiehumispisteet. Kemiallisesti kaikki maa-alkalimetallit reagoivat halogeenien kanssa muodostaen maa-alkalimetallihalogenideja, jotka kaikki ovat ionisia kiteisiä yhdisteitä (paitsi berylliumkloridi, joka on kovalenttinen). Kaikki maa-alkalimetallit paitsi beryllium reagoivat myös veden kanssa muodostaen vahvasti alkalisia hydroksideja, joten niitä tulee käsitellä erittäin varovasti. Raskaammat maa-alkalimetallit reagoivat voimakkaammin kuin kevyet. [2] Maa-alkalimetallien ensimmäiset ionisaatioenergiat ovat toiseksi alhaisimmat jaksollisen järjestelmän jaksoissa [4], koska niiden ydinvaraukset ovat hieman alhaiset ja ne pystyvät saavuttamaan täyden ulkokuoren konfiguraation menettämällä vain kaksi elektronia. Kaikkien alkalimetallien toinen ionisaatioenergia on myös jonkin verran alhainen. [2] [4]

Beryllium on poikkeus: se ei reagoi veden tai höyryn kanssa, ja sen halogenidit ovat kovalenttisia. Jos beryllium muodostaisi yhdisteitä, joiden ionisaatiotila on +2, se polarisoisi sen lähellä olevat elektronipilvet erittäin voimakkaasti ja aiheuttaisi laajan kiertoradan päällekkäisyyden, koska berylliumilla on korkea varaustiheys. Kaikilla yhdisteillä, jotka sisältävät berylliumia, on kovalenttinen sidos. [7] Jopa berylliumfluoridiyhdisteellä, joka on ionisin berylliumyhdiste, on alhainen sulamispiste ja alhainen sähkönjohtavuus sulatettuna. [8] [9] [10]

Kaikkien maa-alkalimetallien valenssikuoressa on kaksi elektronia, joten energeettisesti edullinen tila täytetyn elektronikuoren saavuttamiseksi on menettää kaksi elektronia kaksinkertaisesti varautuneiden positiivisten ionien muodostamiseksi.

Yhdisteet ja reaktiot Muokkaa

Kaikki maa-alkalimetallit reagoivat halogeenien kanssa muodostaen ionisia halogenideja, kuten kalsiumkloridia (CaCl)
2 ), sekä reagoida hapen kanssa muodostaen oksideja, kuten strontiumoksidia (SrO). Kalsium, strontium ja barium reagoivat veden kanssa tuottaen vetykaasua ja vastaavia hydroksideja (myös magnesium reagoi, mutta paljon hitaammin), ja ne käyvät läpi myös transmetalaatioreaktioita ligandien vaihtamiseksi.

Maa-alkalimetallien fluoridien liukoisuuteen liittyvät vakiot [n 2]
Metalli
M 2+
HÄN
[11] [ selvennystä tarvitaan ]
F -
HÄN
[12] [ selvennystä tarvitaan ]
"MF2"
yksikkö
HÄN
MF2
ristikko
energiat
[13]
Liukoisuus
[14] [ selvennystä tarvitaan ]
Olla 2,455 458 3,371 3,526 liukeneva
Mg 1,922 458 2,838 2,978 0.0012
Noin 1,577 458 2,493 2,651 0.0002
Sr 1,415 458 2,331 2,513 0.0008
Ba 1,361 458 2,277 2,373 0.006

Fyysinen ja atomi editointi

Alla oleva taulukko on yhteenveto maa-alkalimetallien tärkeimmistä fysikaalisista ja atomiominaisuuksista.

Maa-alkalimetalli Normaali atomipaino
(u) [n 3] [16] [17]
Sulamispiste
(K)
Sulamispiste
(° C)
Kiehumispiste
(K) [4]
Kiehumispiste
(° C) [4]
Tiheys
(g / cm3)
Elektronegatiivisuus
(Pauling)
Ensimmäinen ionisaatioenergia
(kJ mol −1)
Kovalenttinen säde
(pm) [18]
Liekin testiväri
beryllium 9.012182(3) 1560 1287 2742 2469 1.85 1.57 899.5 105 Valkoinen [19]
magnesium 24.3050(6) 923 650 1363 1090 1.738 1.31 737.7 150 Loistava valkoinen [2]
Kalsium 40.078(4) 1115 842 1757 1484 1.54 1.00 589.8 180 Tiilenpunainen [2]
strontium 87.62(1) 1050 777 1655 1382 2.64 0.95 549.5 200 Crimson [2]
barium 137.327(7) 1000 727 2170 1897 3.594 0.89 502.9 215 Omenanvihreä [2]
radium [226] [n 4] 973 700 2010 1737 5.5 0.9 509.3 221 Crimson red [n 5]

Ydinvakauden muokkaus

Kuudesta maa-alkalimetallista berylliumilla, kalsiumilla, bariumilla ja radiumilla on vähintään yksi luonnossa esiintyvä radioisotooppi magnesiumilla ja strontiumilla ei ole. Beryllium-7, beryllium-10 ja kalsium-41 ovat pieniä radioisotooppeja kalsium-48:lla ja barium-130:lla on erittäin pitkät puoliintumisajat, ja ne ovat siten alkukantaisia ​​radionuklideja, ja kaikki radiumin isotoopit ovat radioaktiivisia. Kalsium-48 on kevyin nuklidi, joka läpikäy kaksinkertaisen beetahajoamisen. [21] Kalsium ja barium ovat heikosti radioaktiivisia: kalsium sisältää noin 0,1874 % kalsium-48:aa, [22] ja barium noin 0,1062 % barium-130:a. [23] Radiumin pisin elänyt isotooppi on radium-226, jonka puoliintumisaika on 1600 vuotta, ja radium-223, -224 ja -228 esiintyvät luonnossa toriumin ja uraanin hajoamisketjuissa.

Etymologia Edit

Maa-alkalimetallit on nimetty niiden oksidien mukaan maa-alkalimetallit, jonka vanhanaikaiset nimet olivat beryllia, magnesia, lime, strontia ja baryta. Nämä oksidit ovat emäksisiä (emäksisiä) yhdistettyinä veteen. "Maa" oli termi, jota varhaiset kemistit käyttivät ei-metallisiin aineisiin, jotka eivät liukene veteen ja kestivät kuumennusta - ominaisuudet, jotka ovat yhteisiä näille oksideille. Kemisti Antoine Lavoisier on ymmärtänyt, että nämä maapallot eivät olleet alkuaineita vaan yhdisteitä. Hänen Traité Elémentaire de Chimie (Kemian elementit) vuonna 1789 hän kutsui niitä suolaa muodostaviksi maaelementeiksi. Myöhemmin hän ehdotti, että maa-alkalimetallit voisivat olla metallioksideja, mutta myönsi, että tämä oli pelkkä olettamus. Vuonna 1808 Lavoisierin idean mukaisesti Humphry Davy sai ensimmäisenä näytteitä metalleista niiden sulan maaperän elektrolyysillä [24], mikä tuki Lavoisierin hypoteesia ja sai ryhmän nimen maa-alkalimetallit.

Discovery Edit

Kalsiumyhdisteet kalsiitti ja kalkki on tunnettu ja käytetty esihistoriallisista ajoista lähtien. [25] Sama koskee berylliumyhdisteitä berylliä ja smaragdia. [26] Muut maa-alkalimetallien yhdisteet löydettiin 1400-luvun alussa. Magnesiumyhdisteen magnesiumsulfaatin löysi ensimmäisen kerran vuonna 1618 maanviljelijä Epsomista Englannissa. Strontiumkarbonaattia löydettiin mineraaleista Skotlannissa Strontianin kylässä vuonna 1790. Viimeinen alkuaine on vähiten esiintyvä: radioaktiivinen radium, joka uutettiin uraniniitista vuonna 1898. [27] [28] [29]

Kaikki alkuaineet berylliumia lukuun ottamatta eristettiin sulaiden yhdisteiden elektrolyysillä. Magnesiumia, kalsiumia ja strontiumia tuotti ensimmäisen kerran Humphry Davy vuonna 1808, kun taas Friedrich Wöhler ja Antoine Bussy eristivät berylliumin itsenäisesti vuonna 1828 saattamalla berylliumyhdisteet reagoimaan kaliumin kanssa. Curie ja André-Louis Debierne eristivät radiumin puhtaana metallina vuonna 1910 myös elektrolyysillä. [27] [28] [29]

Beryllium Edit

Beryyli, berylliumia sisältävä mineraali, on tunnettu Egyptin Ptolemaioksen kuningaskunnan ajoista lähtien. [26] Vaikka alun perin luultiin, että beryll oli alumiinisilikaatti, [30] berylin havaittiin myöhemmin sisältävän silloin tuntematonta alkuainetta, kun Louis-Nicolas Vauquelin liuotti berylistä alumiinihydroksidia alkaliin vuonna 1797. [31] Vuonna 1828 Friedrich Wöhler [32] ja Antoine Bussy [33] eristivät itsenäisesti tämän uuden alkuaineen, berylliumin, samalla menetelmällä, joka sisälsi berylliumkloridin reaktion metallisen kaliumin kanssa. Tämä reaktio ei kyennyt tuottamaan suuria harkkoja beryllium. [34] Vasta vuonna 1898, kun Paul Lebeau suoritti berylliumfluoridin ja natriumfluoridin seoksen elektrolyysin, tuotettiin suuria puhtaita berylliumnäytteitä. [34]

Magnesium Edit

Magnesiumia valmisti ensimmäisen kerran Humphry Davy Englannissa vuonna 1808 elektrolyysillä magnesiumoksidin ja elohopeaoksidin seoksesta. [35] Antoine Bussy valmisteli sen yhtenäisessä muodossa vuonna 1831. Davyn ensimmäinen ehdotus nimeksi oli magnium, [35] mutta nyt käytetään nimeä magnesium.

Kalsium Edit

Kalkkia on käytetty rakennusmateriaalina vuodesta 7000-14 000 eaa. [25] ja kalkkiuunit on ajoitettu 2500 eaa. Khafajassa Mesopotamiassa. [36] [37] Kalsium materiaalina on tunnettu ainakin ensimmäiseltä vuosisadalta, sillä muinaisten roomalaisten tiedettiin käyttäneen kalsiumoksidia valmistamalla sitä kalkista. Kalsiumsulfaatin on tiedetty pystyvän muodostamaan murtuneita luita 1000-luvulta lähtien. Itse kalsium kuitenkin eristettiin vasta vuonna 1808, jolloin Humphry Davy Englannissa käytti elektrolyysiä kalkin ja elohopeaoksidin seoksessa [38] kuultuaan, että Jöns Jakob Berzelius oli valmistanut kalsiuminemlaamia elohopeassa olevan kalkin elektrolyysistä. .

Strontium Edit

Vuonna 1790 lääkäri Adair Crawford löysi malmeja, joilla oli erityisiä ominaisuuksia ja jotka nimettiin strontiitit vuonna 1793 Thomas Charles Hope, Glasgow'n yliopiston kemian professori [39], joka vahvisti Crawfordin löydön. Lopulta Humphry Davy eristi strontiumin vuonna 1808 elektrolyysillä strontiumkloridin ja elohopeaoksidin seoksesta. Davy ilmoitti löydöstä 30. kesäkuuta 1808 Royal Societylle pidetyssä luennossa. [40]

Barium Edit

Bariitin, bariumia sisältävän mineraalin, tunnisti ensimmäisen kerran uuden alkuaineen sisältävän vuonna 1774 Carl Scheele, vaikka hän pystyikin eristämään vain bariumoksidin. Johan Gottlieb Gahn eristi bariumoksidin uudelleen kaksi vuotta myöhemmin. Myöhemmin 1700-luvulla William Withering huomasi Cumberlandin lyijykaivoksissa raskaan mineraalin, jonka nykyään tiedetään sisältävän bariumia. Itse barium eristettiin lopulta vuonna 1808, kun Humphry Davy käytti elektrolyysiä sulailla suoloilla, ja Davy nimesi alkuaineen barium, barytan jälkeen. Myöhemmin Robert Bunsen ja Augustus Matthiessen eristivat puhdasta bariumia elektrolyysillä bariumkloridin ja ammoniumkloridin seoksesta. [41] [42]

Radium Edit

Uraniittia tutkiessaan Marie ja Pierre Curie huomasivat 21. joulukuuta 1898, että uraanin hajoamisen jälkeenkin luotu materiaali oli edelleen radioaktiivista. Materiaali käyttäytyi jossain määrin samalla tavalla kuin bariumyhdisteet, vaikka jotkin ominaisuudet, kuten liekkitestin väri ja spektriviivat, olivat paljon erilaisia. He ilmoittivat uuden elementin löytämisestä 26. joulukuuta 1898 Ranskan tiedeakatemialle. [43] Radium nimettiin vuonna 1899 sanasta säde, merkitys säde, radiumia säteiden muodossa lähettämänä tehona. [44]

Berylliumia esiintyy maankuoressa pitoisuutena kahdesta kuuteen miljoonasosaa (ppm), [45] josta suuri osa on maaperässä, jossa sen pitoisuus on kuusi ppm. Beryllium on yksi meriveden harvinaisimmista alkuaineista, jopa harvinaisempi kuin skandiumin kaltaiset alkuaineet, ja sen pitoisuus on 0,2 biljoonaa osaa. [46] [47] Makeassa vedessä beryllium on kuitenkin jonkin verran yleisempää, ja sen pitoisuus on 0,1 ppm. [48]

Magnesium ja kalsium ovat hyvin yleisiä maankuoressa, ja ne ovat vastaavasti viidenneksi kahdeksanneksi runsain alkuaine. Mitään maa-alkalimetalleista ei löydy alkuainetilassaan. Yleisiä magnesiumia sisältäviä mineraaleja ovat karnalliitti, magnesiitti ja dolomiitti. Yleisiä kalsiumia sisältäviä mineraaleja ovat liitu, kalkkikivi, kipsi ja anhydriitti. [2]

Strontium on viidenneksitoista runsain alkuaine maankuoressa. Tärkeimmät mineraalit ovat selestiitti ja strontianiitti. [49] Barium on hieman harvinaisempi, suuri osa siitä mineraalibariitissa. [50]

Radiumia, joka on uraanin hajoamistuote, löytyy kaikista uraania sisältävistä malmeista. [51] Suhteellisen lyhyen puoliintumisajansa vuoksi [52] Maan varhaisesta historiasta peräisin oleva radium on hajonnut, ja nykyiset näytteet ovat kaikki peräisin uraanin paljon hitaamasta hajoamisesta. [51]

Suurin osa berylliumista uutetaan berylliumhydroksidista. Yksi tuotantomenetelmä on sintraus, joka tehdään sekoittamalla berylliä, natriumfluorosilikaattia ja soodaa korkeissa lämpötiloissa, jolloin muodostuu natriumfluororyllaattia, alumiinioksidia ja piidioksidia. Natriumfluoriryllaatin ja natriumhydroksidin liuosta vedessä käytetään sitten berylliumhydroksidin muodostamiseen saostamalla. Vaihtoehtoisesti sulamenetelmässä jauhettu berylli kuumennetaan korkeaan lämpötilaan, jäähdytetään vedellä ja kuumennetaan sitten uudelleen hieman rikkihapossa, jolloin lopulta saadaan berylliumhydroksidia. Kumman tahansa menetelmän berylliumhydroksidi tuottaa sitten berylliumfluoridia ja berylliumkloridia jonkin verran pitkän prosessin kautta. Näiden yhdisteiden elektrolyysi tai kuumennus voi sitten tuottaa berylliumia. [7]

Yleensä strontiumkarbonaatti uutetaan selestiitistä kahdella menetelmällä: liuottamalla selestiitti natriumkarbonaatilla tai monimutkaisemmalla tavalla, jossa käytetään hiiltä. [53]

Bariumin valmistamiseksi bariitti (epäpuhdas bariumsulfaatti) muunnetaan bariumsulfidiksi karbotermisellä pelkistyksellä (kuten koksilla). Sulfidi on vesiliukoinen ja helposti reagoiva muodostaen puhdasta bariumsulfaattia, jota käytetään kaupallisissa pigmenteissä, tai muita yhdisteitä, kuten bariumnitraattia. Nämä puolestaan ​​kalsinoidaan bariumoksidiksi, joka lopulta tuottaa puhdasta bariumia alumiinilla pelkistyksen jälkeen. [50] Tärkein bariumin toimittaja on Kiina, joka tuottaa yli 50 % maailman tarjonnasta. [54]

Berylliumia käytetään enimmäkseen sotilaallisiin sovelluksiin, [55] mutta berylliumilla on myös muita käyttötarkoituksia. Elektroniikassa berylliumia käytetään p-tyyppisenä lisäaineena joissakin puolijohteissa [56] ja berylliumoksidia käytetään korkean lujan sähköeristeenä ja lämmönjohtimena. [57] Kevyen painonsa ja muiden ominaisuuksiensa vuoksi berylliumia käytetään myös mekaniikassa, kun vaaditaan jäykkyyttä, keveyttä ja mittapysyvyyttä laajoilla lämpötila-alueilla. [58] [59]

Magnesiumilla on monia käyttötarkoituksia. Se tarjoaa etuja muihin materiaaleihin, kuten alumiiniin, verrattuna, vaikka tämä käyttö on pudonnut magnesiumin syttyvyyden vuoksi. [60] Magnesiumia seostetaan usein myös alumiinin tai sinkin kanssa, jolloin muodostuu materiaaleja, joilla on halutumpia ominaisuuksia kuin millään puhtaalla metallilla. [61] Magnesiumilla on monia muita käyttötarkoituksia teollisissa sovelluksissa, kuten raudan ja teräksen sekä titaanin tuotannossa. [62]

Kalsiumilla on myös monia käyttötarkoituksia. Yksi sen käyttötavoista on pelkistimenä muiden metallien, kuten uraanin, erottamisessa malmista. Sitä käytetään myös monien metallien metalliseosten, kuten alumiinin ja kupariseosten, valmistuksessa, ja sitä käytetään myös metalliseosten deoksidointiin. Kalsiumilla on myös rooli juuston, laastin ja sementin valmistuksessa. [63]

Strontiumilla ja bariumilla ei ole yhtä monta sovellusta kuin kevyemmillä maa-alkalimetalleilla, mutta käyttötarkoituksia on silti. Strontiumkarbonaattia käytetään usein punaisten ilotulitteiden valmistuksessa [64] ja puhdasta strontiumia käytetään tutkittaessa välittäjäaineiden vapautumista hermosoluissa. [65] [66] Radioaktiivista strontium-90:tä löytyy jonkin verran käyttöä RTG:issä, [67] [68] jotka hyödyntävät sen jälkilämpöä. Bariumilla on jonkin verran käyttöä tyhjiöputkissa kaasujen poistamiseen, [50] ja bariumsulfaatilla on monia käyttötarkoituksia öljyteollisuudessa [4] sekä muilla teollisuudenaloilla. [4] [50] [69]

Radioaktiivisuutensa vuoksi radiumilla ei ole enää monia käyttökohteita, mutta sillä oli ennen monia. Radiumia käytettiin usein valoisissa maaleissa [70], vaikka tämä käyttö lopetettiin työntekijöiden sairastuttua. [71] Koska ihmiset luulivat radioaktiivisuuden olevan hyvä asia, radiumia lisättiin juomaveteen, hammastahnaan ja moniin muihin tuotteisiin, vaikka niitä ei myöskään enää käytetä niiden terveysvaikutusten vuoksi. [60] Radiumia ei enää käytetä edes sen radioaktiivisten ominaisuuksien vuoksi, koska radiumia on tehokkaampia ja turvallisempia säteilijöitä. [72] [73]

Reaktio halogeenien kanssa

Vedetön kalsiumkloridi on hygroskooppinen aine, jota käytetään kuivausaineena. Altistuessaan ilmalle se imee vesihöyryä ilmasta muodostaen liuoksen. Tämä ominaisuus tunnetaan hajoamisena.

Reaktio hapen kanssa

Ca + 1/202 → CaO Mg + 1/2O2 → MgO

Reaktio rikin kanssa

Reaktio hiilen kanssa

Hiilen kanssa ne muodostavat asetylidejä suoraan. Beryllium muodostaa karbidia.

Reaktio typen kanssa

Vain Be ja Mg muodostavat suoraan nitridejä.

Reaktio vedyn kanssa

Maa-alkalimetallit reagoivat vedyn kanssa muodostaen suolahydridiä, joka on epästabiili vedessä.

Reaktio veden kanssa

Ca, Sr ja Ba reagoivat helposti veden kanssa muodostaen hydroksidia ja vetykaasua. Be ja Mg passivoituvat läpäisemättömällä oksidikerroksella. Sulautunut magnesium reagoi kuitenkin vesihöyryn kanssa.

Reaktio happamien oksidien kanssa

Maa-alkalimetallit pelkistävät epämetallin oksideistaan.

Reaktio happojen kanssa

Reaktio emästen kanssa

Be osoittaa amfoteerisia ominaisuuksia. Se liukenee väkevään natriumhydroksidiin.

Reaktio alkyylihalogenidien kanssa

Magnesium reagoi alkyylihalogenidien kanssa insertioreaktion kautta muodostaen Grignard-reagensseja.

RX + Mg → RMgX (vedettömässä eetterissä)

Alla oleva taulukko [74] esittää värit, jotka havaitaan, kun Bunsen-polttimen liekki altistuu maa-alkalimetallien suoloille. Be ja Mg eivät anna liekille väriä pienen kokonsa vuoksi. [75]

Metalli Väri
Noin Tiilenpunainen
Sr Crimson punainen
Ba Vihreä keltainen
Ra Karmiininpunainen

Dinatriumfosfaatti on erittäin selektiivinen reagenssi magnesiumioneille, ja ammoniumsuolojen ja ammoniakin läsnä ollessa se muodostaa valkoisen ammoniummagnesiumfosfaatin sakan.

Ca 2+ muodostaa valkoisen sakan ammoniumoksalaatin kanssa. Kalsiumoksalaatti ei liukene veteen, mutta liukenee mineraalihappoihin.

Strontium-ionit saostuvat liukoisten sulfaattisuolojen kanssa.

Kaikki maa-alkalimetalli-ionit muodostavat valkoisen sakan ammoniumkarbonaatin kanssa ammoniumkloridin ja ammoniakin läsnä ollessa.

Maa-alkalimetallioksidit muodostuvat vastaavien karbonaattien lämpöhajoamisesta.

CaCO3 → CaO + CO2 (noin 900 0 C)

Laboratoriossa niitä saadaan kalsiumista:

Oksideilla on perusluonne: ne muuttavat fenoliftaleiinin punaiseksi ja lakmussiniseksi. Ne reagoivat veden kanssa muodostaen hydroksideja eksotermisessä reaktiossa.

Kalsiumoksidi reagoi hiilen kanssa muodostaen asetylidiä.

Ne syntyvät vastaavista oksideista reaktiossa veden kanssa. Niissä on perusluonnetta: ne muuttavat fenoliftaleiinin vaaleanpunaiseksi ja lakmussiniseksi. Berylliumhydroksidi on poikkeus, koska sillä on amfoteerinen luonne.

Ca ja Mg esiintyvät luonnossa monissa yhdisteissä, kuten dolomiitissa, aragoniitissa, magnesiitissa (karbonaattikivet). Kalsium- ja magnesiumioneja löytyy kovasta vedestä. Kova vesi on monitahoinen ongelma. On erittäin mielenkiintoista poistaa nämä ionit, mikä pehmentää vettä. Tämä menettely voidaan tehdä käyttämällä reagensseja, kuten kalsiumhydroksidia, natriumkarbonaattia tai natriumfosfaattia. Yleisempi menetelmä on käyttää ioninvaihtoaluminosilikaatteja tai ioninvaihtohartseja, jotka vangitsevat Ca 2+:aa ja Mg 2+:aa ja vapauttavat sen sijaan Na +:a:

Magnesium ja kalsium ovat kaikkialla läsnä ja välttämättömiä kaikille tunnetuille eläville organismeille. Niillä on enemmän kuin yksi rooli, esimerkiksi magnesium- tai kalsiumionipumput osallistuvat joissakin soluprosesseissa, magnesium toimii aktiivisena keskuksena joissakin entsyymeissä ja kalsiumsuolat rakenteellisesti, etenkin luustoon.

Strontiumilla on tärkeä rooli meren vesieliöissä, erityisesti kovissa koralleissa, jotka käyttävät strontiumia eksoskeleton rakentamiseen. Sillä ja bariumilla on joitain käyttötarkoituksia lääketieteessä, esimerkiksi "bariumateriat" radiografisessa kuvantamisessa, kun taas strontiumyhdisteitä käytetään joissakin hammastahnoissa. Liialliset määrät strontium-90:tä ovat myrkyllisiä radioaktiivisuutensa vuoksi ja strontium-90 jäljittelee kalsiumia ja voi sitten tappaa.

Beryllium ja radium ovat kuitenkin myrkyllisiä. Berylliumin alhainen vesiliukoisuus tarkoittaa, että se on harvoin biologisten järjestelmien saatavilla, sillä ei ole tunnettua roolia elävissä organismeissa, ja kun ne kohtaavat, se on yleensä erittäin myrkyllistä. [7] Radiumilla on alhainen saatavuus ja se on erittäin radioaktiivista, mikä tekee siitä myrkyllistä elämälle.

Radiumin jälkeen seuraavan maa-alkalimetallin uskotaan olevan alkuaine 120, vaikka tämä ei ehkä pidä paikkaansa relativististen vaikutusten vuoksi. [76] Alkuaineen 120 synteesi yritettiin ensimmäisen kerran maaliskuussa 2007, kun Dubnassa sijaitsevan Flerov-ydinreaktioiden laboratorion ryhmä pommitti plutonium-244:ää rauta-58-ioneilla, mutta atomeja ei muodostunut, mikä johti 400:n rajaan. fb poikkileikkaukselle tutkitulla energialla. [77] Huhtikuussa 2007 GSI:n ryhmä yritti luoda alkuaineen 120 pommittamalla uraani-238:aa nikkeli-64:llä, vaikka atomeja ei havaittu, mikä johti 1,6 pb:n rajaan reaktiolle. Synteesiä yritettiin jälleen korkeammilla herkkyyksillä, vaikka atomeja ei havaittu. Muitakin reaktioita on kokeiltu, vaikka kaikki ovat epäonnistuneet. [78]

Alkuaineen 120 kemian ennustetaan olevan lähempänä kalsiumin tai strontiumin [79] kemiaa bariumin tai radiumin sijaan. Tämä on epätavallista, koska säännölliset trendit ennustavat elementin 120 olevan reaktiivisempi kuin barium ja radium. Tämä alentunut reaktiivisuus johtuu elementin 120 valenssielektronien odotetuista energioista, elementin 120 ionisaatioenergian lisäämisestä ja metalli- ja ionisäteiden pienenemisestä. [79]

Seuraavaa maa-alkalimetallia alkuaineen 120 jälkeen ei ole varmuudella ennustettu. Vaikka yksinkertainen ekstrapolointi rakentamisperiaatetta käyttäen viittaa siihen, että elementti 170 on 120:n samanlainen, relativistiset vaikutukset voivat tehdä tällaisen ekstrapoloinnin pätemättömäksi. Seuraavaksi maa-alkalimetallien ominaisuuksiltaan samankaltaisen alkuaineen on ennustettu olevan alkuaine 166, vaikka päällekkäisten kiertoradan ja pienemmän energiaraon vuoksi 9s-alakuoren alapuolella elementti 166 voidaan sen sijaan sijoittaa ryhmään 12, koperniniumin alapuolelle. [80] [81]


NMR-spektroskooppinen tutkimus 3-aminopropyylitrietoksisilaanin reaktiosta piidioksidiliuosten kanssa

29 Si- ja 14 N-NMR-tutkimukset aminopropyylitrietoksisilaanin (APTS) ja piidioksidin (KS) reaktiosta happamissa vesiliuoksissa (moolisuhde APTS / KS = 1:1, C = 0,45 M pH = 2,3) osoittavat, että kondensaatioreaktiot APTS hidastaa KS:ää suuresti. Syitä ovat APTS:n osittaiset kondensaatioreaktiot KS:n kanssa ja  NH:n läsnäolo3 +… - OSi-sidoksista keskusteltu.  NH:n määräävän aseman vuoksi3 + verrattuna  NH:hen2-Ryhmiä pH-arvoon 10,1 asti löytyy myös neutraaleista ja heikosti emäksisistä APTS/KS-liuoksista, kondensaatiota kestävistä piidioksidista tai silikaattianioneista. Konsentroimalla APTS/KS-liuoksia voidaan tuottaa piihappopitoisia vesiliukoisia kiintoaineita.

Abstrakti

N.M.R. Spektroskooppinen tutkimus 3-aminopropyylitrietoksisilaanin reaktiosta piihappoliuosten kanssa

29 Si- ja 14 N NMR-spektroskooppiset tutkimukset aminopropyylitrietoksisilaanin (APTS) ja piihapon (KS) reaktiosta happamassa vesiliuoksessa (moolisuhde APTS / KS = 1:1 C = 0,45 M pH = 2,3) osoittivat voimakkaasti hidastunutta kondensaatiota. piihappojen reaktio. Motiivina APTS:n kondensaatioreaktiot KS:n kanssa ja  NH:n olemassaolo3 +… - OSi-lainoista keskustellaan.  NH:n ylivallan vuoksi3 + vastaan ​​ NH2 ryhmiä pH-arvoon 10,1 asti on myös neutraaleissa ja emäksisissä APTS/KS-liuoksissa piihappoja ja vastaavasti silikaattianioneja, jotka ovat stabiileja kondensaatiota vastaan. Konsentroimalla APTS/KS-liuoksia voidaan valmistaa vesiliukoisia kiintoaineita, joissa on runsaasti piihappoa.


Rengas/ketju tautomeria 1.3.4-tiadiatsolidiini-tioni- (2) ja A 2 -1.3.4-tiadiatsoliineissa

NMR-spektroskooppisilla ja kemiallisilla tutkimuksilla on osoitettu, että 1.3.4-tiadiatsolidiini-tioni- (2) 1 arvostetut yhdisteet liuoksessa "hydratsonimuodossaan" ︁ 12 ovat tautomeerisessa tasapainossa, joka emäksisessä ympäristössä muuttuu kokonaan "hydratsonisuolamuodoksi" ︁ 13 on siirtynyt. Päinvastoin, liitännät 16 myös tautomeeristen A 2 1,3,4-tiadiatsoliinien muodossa 18 ovat läsnä.

Abstrakti

1,3,4-tiadiatsolidiini-2-tionien ja Δ2-1,3,4-tiadiatsoliinien rengas-/ketjutautomerismi

NMR-spektroskooppiset ja kemialliset tutkimukset osoittavat, että yhdisteitä on pidetty 1,3,4-tiadiatsolidiini-2-tioneina 1 ovat liuoksessa tautomeerisessa tasapainossa "hydratsonimuotonsa" kanssa 12 alkalisessa väliaineessa tasapaino siirtyy kokonaan "hydratsonisuolamuotoon" 13. Sitä vastoin tyyppiset yhdisteet 16 joita tähän asti on pidetty lineaarisina, ne voivat myös esiintyä tautomeeristen A2-1,3,4-tiadiatsoliinien muodossa 18.


Abstrakti

Stökiometrinen bariumpernitridi, BaN2mitä N:n elementeistä valmistettiin2 paine 5600 bar autoklaavissa 920 K:ssa. Yhdiste on isotyyppinen ThC:lle2 (avaruusryhmä C.2/c, Z = 4) jauheröntgensäteen (neutroni) diffraktiotietojen mukaan a = 7.1712(1), b = 4.3946(1), c = 7,2362 (1) Å ja β = 104.864(1)° (a = 7.1745(1), b = 4.3963(1), c = 7,2393 (1) Å, β = 104,876 (1)°). N - N -etäisyys 1,221 (4) Å (neutronidiffraktiotietojen perusteella) osoittaa kaksoissidoksen N:ssä2 2 - käsipainot. Kieltää2 on magneettisen suskeptibiliteettimittausten ja TB-LMTO-kaistarakennelaskelmien mukaan metallista.


TEM-tutkimus ionisten kiinteiden aineiden rakenteellisesta kehityksestä amorfisista faaseista monikiteisiin faaseihin maa-alkalidifluoridijärjestelmissä: Energiamaiseman kokeellinen tutkimus

Uusien kiinteiden aineiden polymorfien löytäminen ja synteesi on yksi kemistien houkuttelevimmista tehtävistä uusien materiaalien kehittämisessä. Nykyisten synteesikeinojen siirtämisestä empiirisesti satunnaisesta etsinnästä teoreettiseen ennustukseen perustuvaan rationaaliseen suunnitteluun on tullut yksi materiaalitieteen halutuimmista tavoitteista. Tämän saavuttaminen edellyttää mielenkiintoisten materiaalien vapaan energian systemaattista tutkimusta. Tässä esillä oleva työ raportoi transmissioelektronimikroskooppitutkimuksesta maa-alkalifluoridien rakenteen evoluutiossa amorfisista monikiteisistä vaiheista, jonka avulla fluoridimateriaalien energiamaisemaa tutkitaan kokeellisesti. & # 13 Rakennehäiriöillä ja vääristymillä on merkittävä rooli rakenteessa evoluutio, varsinkin kun mukana on amorfisia faaseja. Epäjärjestyneen rakenteen kokeellisesti tarkka karakterisointi on ratkaisevan tärkeää faasimuutoksen oikean ymmärtämisen kannalta. Tärkeä suuruus tällaisessa karakterisoinnissa on ns. pari-jakaumafunktio (PDF), joka edustaa atomiparien etäisyyksien jakautumista tutkittavassa materiaalissa ja voi siten myös antaa käsityksen kiteisten materiaalien rakenteellisista vääristymistä. PDF-mittauksia käytetään nykyään yhä enemmän materiaalitieteen eri aloilla, erityisesti neutroni- ja röntgendiffraktiossa. Vertailun vuoksi elektronidiffraktio voidaan suorittaa tavallisissa transmissioelektronimikroskoopeissa ja on siten helposti saatavilla. Se tarjoaa myös mahdollisuuden saada tietoja pienistä materiaalimääristä, mikä voi olla ratkaisevaa heterostrukturoiduissa näytteissä. Elektronien diffraktioon perustuva PDF-tekniikka ei kuitenkaan ole vielä rutiinia kuten röntgensynkrotroni- ja neutronisäteilymittauksissa elektronien voimakkaan dynaamisen sironnan, joustamattoman sironnan ja vaikean suuren kulman hankinnan aiheuttamien vaikeuksien vuoksi. Tässä työssä tutkittiin huolellisesti elektronidiffraktioon perustuvaa PDF-tekniikkaa. Tekniikan modifikaatiot keskittyivät suuren kulman tiedonhankintaan energiasuodatetuissa diffraktiokokeissa ja tietojenkäsittelyssä sekä moninkertaisen sirontakorjauksen avulla, joilla kokeellisen PDF:n luotettavuus parani huomattavasti. & # 13 Tässä työssä muunneltu In situ -elektronidiffraktioon perustuvalla PDF-tekniikalla tutkittiin rakenteen kehitystä maa-alkalifluoridien faasimuutosprosesseissa. Molekyylidynaamisten simulaatioiden yhdistelmällä kokeelliset PDF-tiedostot tulkittiin selkeästi. The structure evolution was further comprehended and finally interpreted within the energy landscape concept. High-resolution transmission electron microscopy, electron energy-loss spectroscopy, and energy-filtered transmission electron microscopy were also involved in the studies for investigation of crystalline structures. In addition to the experiments, structural modelling based on reversed Monte-Carlo method was studied. An approach based on a modified reverse Monte-Carlo method for overcoming the difficulty caused by the dynamic scattering was reported.


Acetalbildung

Der Name Halbacetal ließ vermuten, dass etwas noch nicht ganz fertig ist. Dem ist auch so, die Halbacetale sind lediglich ein &bdquoEtappenziel&ldquo auf dem Weg zum Acetal, das selten auch &bdquoVollacetal&ldquo genannt wird, was die oben genannte Vermutung noch verstärkt.

Ein Halbacetal kann nämlich mit einem weiteren Alkoholmolekül unter Wasserabspaltung zu einem Acetal reagieren:

Halbacetal und Alkanol kondensieren zu Acetal und Wasser.

Während in der Physik die Kondensation den Übergang vom gasförmigen zum flüssigen Aggregatzustand beschreibt, ist in der (organischen) Chemie damit die Reaktion von zwei Molekülen zu einem neuen gemeint, bei der zusätzlich ein &bdquoeinfaches&ldquo Molekül, wie Wasser, entsteht.

Wenn Aldehyde mit Wasser ein geminales Diol zu bilden vermögen, Halbacetale am gleichen Kohlenstoffatom sowohl Ether als auch Alkohol sind, dann könnten (Voll)acetale doch auch vollständige geminale Diether sein!? Beim Betrachten des Reaktionsschemas der Acetalbildung sieht man gleich: Das stimmt! Ein einfacher Ether muss die Gruppe R-O-R enthalten, das Acetal enthält als &bdquoZwillingsdoppelether&ldquo dann R-O -C- O-R !

Von besonderer Bedeutung sind die (Halb)Acetale in der Chemie der Kohlenhydrate, weshalb wir dort noch einmal auf sie eingehen werden.

Prinzipiell können auch Ketone mit Alkoholen zu (Halb)acetalen reagieren, die man früher auch Ketale nannte, diese Reaktionen werden jedoch seltener behandelt.


Active and Stable Nickel-Based Electrocatalysts Based on the ZnO:Ni System for Water Oxidation in Alkaline Media

The synthesis of monodisperse, surfactant-free, Ni-substituted ZnO nanocrystallites (ZnO:Ni) by the mild solvolysis of heterobimetallic Ni4−xZnxO4 cubane-like precursors (x=1–3) in benzylamine is reported. Ni4−xZnxO4 was grafted by electrophoretic deposition onto fluorine-doped tin oxide glass substrates and used as an active and stable working electrode for water oxidation. Upon the application of a voltage at the electrodes, the ZnO:Ni precatalyst leads to an active composite material that can oxidize water (>15 h) with an increasing catalytic current. In contrast, the performance of homometallic NiO reference materials decreases rapidly over time and is surpassed by the composite from the ZnO:Ni precatalyst in terms of both stability and activity. Extensive characterization of the as-prepared and activated ZnO:Ni precatalyst by using hard X-ray photoelectron spectroscopy revealed that the excellent performance of the electrode material is because of the formation of a unique self-supported turbostratically disordered mixture of γ-NiOOH/α-Ni(OH)2-like phases from the rapid dissolution of Zn II in the ZnO:Ni precatalyst into the electrolyte during activation.

As a service to our authors and readers, this journal provides supporting information supplied by the authors. Such materials are peer reviewed and may be re-organized for online delivery, but are not copy-edited or typeset. Technical support issues arising from supporting information (other than missing files) should be addressed to the authors.

Filename Description
cctc201600922-sup-0001-misc_information.pdf2.1 MB Supplementary

Please note: The publisher is not responsible for the content or functionality of any supporting information supplied by the authors. Any queries (other than missing content) should be directed to the corresponding author for the article.