lahjendatud leelistega, olles samas immuunne enamik hapete suhtes Kõrgematel temperatuuridel reageerib hapnikuga, halogeenidega, väävliga, lämmastikuga, fosforiga, arseeniga, süsinikuga ja enamik metallidega Keemilised omadused Toatemperatuuril reageerib ainult fluoriga Leelisega reageerimisel tekivad silikaadid ja eraldub vesinik Kõrgel temperatuuril põleb Si + O2 SiO2 Reageerib leelistega Si + 4KOH K4SiO4 + 2H2 Leidumine Maakoores on räni 29,5 % Räni leidub liivas, savis, vees, mudas, poris, taimedes, kus kõige rohkem on terades, juurikates Kõikjal pinnases Mineraalide koostises Kasutamine Mikrokiipide ja teiste pooljuhtelementide tootmises Päikeseenergeetikas päikesepatareides (polükristalne räni) Ehitusmaterjalid, klaas (SiO2) Silikoonid, proteesid meditsiinis Sulamite komponent
Füüsikalised omadused · Tihedus - 2330 kg/m (kuubis) · Molekulmass 28,0855 · Kõrge sulamistemperatuur - 1417 °C · Hallikas, metallse läikega (lihtainena) Keemilised omadused · Elektronstruktuur - [Ne] 3s23p2 · Elektronide arv kihis - 2, 8, 4 · Pooljuht (legeerimata räni eritakistus toatemperatuuril ca 10-3 Wm) · Madalal temperatuuril on passiivne · Toatemperatuuril reageerib ainult flouriga · Räni reageerib leelistega Si + 4KOH K4SiO4 + 2H2 · Räni põleb Si + O2 SiO2 · Hapetega ei reageeri Räni saamine · Räni on maakoores hapniku järel kõige levinum element, kuid puhtal kujul teda looduses ei esine. · Räni saadakse ränidioksiidi (kvartsliiv) taandamisel süsinikuga temperatuuridel ligi 2000°C elektriahjus. Vajadus looduses · Loomadel eluks vaja minev räni kogus om küll väike, aga ta on siiski bioloogias väga oluline element.
Fluoriidid: KF Kloriidid: KCl Bromiidid: KBr Jodiidid: KI Hüdriidid: KH Oksiidid: KO2, K2O, K2O2 Sulfiidid: K2S Seleniidid: K2Se Telluriidid: K2Te Nitriidid: - Avastaja(d), avastamisaeg, - koht: Sir Humphrey Davy, 1807, London, Suurbritannia Lihtaine saamine: Kaaliumit saadakse sulatatud KOH elektrolüüsil: 4KOH 4K (katoodil) + 2H2O + O2 (anoodil) Nüüdisajal toodetakse kaaliumi metalse naatriumi ja kaaliumkloriidi sulandist 850 ºC juures: Na + KCl NaCl + K K eraldub auruna, mis kondenseeritakse metalse kaaliumi saamiseks. Kaaliumi eraldumine sulatatud kaaliumkloriidi elektrolüüsil on raskendatud, sest K lahustub sulas kaaliumkloriidis. Kaaliumhüdroksiid(KOH) : ehk kaustiline potas on valge hügroskoopne tahke aine . Ta on tugev alus , mille reageerimisel
materjalide,klaasi,portselani,tsemendi ja teiste materjalide koostisosa. Räni ühendid vesinikuga,silaanid,on tugevad redutseerijad.Lihtsaim silaan on SiH4, mis tekib ränikloriidist LiAlH4 mõjul: SiCl4 + LiAlH4 SiH4 + LiCl +AlCl3 Füüsikalised omadused Hallika värvusega Metallse läikega Väga kõva Pooljuht Habras Keemilised omadused Kõrgel temperatuuril põleb. Si + O2 SiO2 Reageerib leelistega. Si + 4KOH K4SiO4 + 2H2 Hapetega ei reageeri. Rakendused Räni kasutatakse mikrokiipide ja teiste pooljuhtide tootmises.Räni on materjal,millele kujuneb kogu tänapäevane info- ja kommunikatsioonitehnoloogia.Kiiresti kasvavat tähtsust omavad räni rakendused päikeseenergeetikas- päikesepatareides(polükristalne räni). Ühendid Kvarts (SiO2)n (kõva, habras, kõrge st°) Värvuseta kvarts-mäekristall Lilla kvarts-ametüst
Mn(OH) 3 kujutab endast tegelikult hüdraaditud Mn2O3 valemiga Mn2O3*nH2O (väärtusele n=3 vastab Mn(OH)3). Mn(OH) 4 tekib Mn(OH) 2 oksüdeerumisel õhus või H2O2 toimel. Mn(OH) 4 on amfoteerne. Reageerimisel kontsentreeritud HCL-ga tekib MnCl4, mis kergesti laguneb, andes MnCl2 ja Cl2. 5.3 Mangaanhapped (2) MnO2 sulatamisel leelistega õhuhapniku manulusel või oksüdeerijatega (KClO3, NaNO3) Moodustuvad mangaan(VI) happe soolad manganaadid(VI) 2MnO2 + 4KOH + O2 2K2MnO4 + 2H2O, 3MnO2 + KClO3 + 6KOH 3K2MnO4 + KCl + 3H2O. Mangaatioon MnO2-4 on rohelise värvusega. Mangaan(VI)happe soolad (manganaadid) on aluselises keskkonnas püsivad, vees ja happelises keskkonnas nad lagunevad 3K2MnO4 + 2H2O MnO2 + 2KMnO4 + 4KOH. Manganaatide reageerimisel happega või manganaatie hüdrolüüsil tekkiv mangaan(VI)hape kohe dismuteerub 3H2MnO4 2HMnO4 + MnO2 + 4KOH,
· Oksiidi tüüp: tugevaluseline · Ühendid: Fluoriidid: KF Kloriidid: KCl Bromiidid: KBr Jodiidid: KI Hüdriidid: KH Oksiidid: KO2, K2O, K2O Sulfiidid: K2S Seleniidid: K2Se Telluriidid: K2Te Lihtaine saamine: Kaaliumit saadakse sulatatud KOH elektrolüüsil: 4KOH 4K (katoodil) + 2H2O + O2 (anoodil) Nüüdisajal toodetakse kaaliumi metalse naatriumi ja kaaliumkloriidi sulandist 850 ºC juures: Na + KCl NaCl + K K eraldub auruna, mis kondenseeritakse metalse kaaliumi saamiseks. Kaaliumi eraldumine sulatatud kaaliumkloriidi elektrolüüsil on raskendatud, sest K lahustub sulas kaaliumkloriidis. Elemendi, ühendite kasutusalad: · väetised · klaas, läätsed · tuletikud, püssirohi
MnO2 ehk mangaandioksiid on praktikas tähtsaim mangaani oksiid ja levinuim Mn ühend looduses. MnO2 on tugev oksüdeerija, mis juba nõrgal kuumutamisel vesiniku atmosfääris redutseerub: MnO2 + H2 MnO + H2O. MnO2 oksüdeerib ka ammoniaaki: 6MnO2 + 2NH3 3Mn2O3 + N2 + 3H2O. MnO2 on amfoteerne oksiid. Sulatamisel leelistega õhuhapniku juuresolekul moodustuvad manganaadid(VI): 2MnO2 + 4KOH + O2 2K2MnO4 + H2O Soojendamisel hapetega tekivad vaheühendina Mn(IV)soolad, mis kergelt redutseeruvad Mn(II)sooladeks: MnO2 + 4HCl MnCl2 +Cl2 + H2O, millega võib laboris saada vaba kloori. Mn2O7 ehk mangaan(VII)oksiidi saadakse punakaspruuni plahvatusohtliku õlika vedelikuna rohelisest lahusest, mis tekib konts H2SO4 toimel permanganaatidele. ülitugev oksüdeerija ka toatemperatuuril, kiirel soojendamisel laguneb plahvatusega:
Oksiidi tüüp: tugevaluseline Aatomnumber: 19, Aatommass: 39,098, Klassifikatsioon: leelismetallid, s- elemendid Aatomi ehitus: Elektronvalem: 1s2 2s2p6 3s2p6 4s1 Elektronskeem: +19|2)8)8)1) Elektronite arv: 19 Neutronite arv: 20 Prootonite arv: 19 Oksüdatsiooniast(m)e(d) ühendites: 0, I Kristalli struktuur: ruumikeskne kuubiline Lihtaine saamine: Kaaliumit saadakse sulatatud KOH elektrolüüsil: 4KOH 4K (katoodil) + 2H2O + O2 (anoodil) Nüüdisajal toodetakse kaaliumi metalse naatriumi ja kaaliumkloriidi sulandist 850 ºC juures: Na + KCl NaCl + K K eraldub auruna, mis kondenseeritakse metalse kaaliumi saamiseks. Kaaliumi eraldumine sulatatud kaaliumkloriidi elektrolüüsil on raskendatud, sest K lahustub sulas kaaliumkloriidis. Mis jaoks? Kaalium (potassium) on vajalik lihaste ja närvide korralikuks funktsioneerimiseks, reguleerib
· FeCl2 + 2KCN Fe(CN)2 + 2KCl · Fe(CN)2 + 4KCl K4Fe(CN)6 · - kasutatakse fotograafias, anal. keemias jm · K3Fe(CN)6 - kaaliumheksatsüanoferraat(III), · "punane veresool"; lahustub vees · (vesilahus rohekas) · saadakse näit (summaarne reakts.) : · Fe2Cl6 + 12KCN 2K3Fe(CN)6 + 6KCl · Tegelikult kulgeb reakts 2 etapis : · Fe2Cl6 + 6KCN + 6H2O 2Fe(OH)3 + 3KCl + 6HCN · Fe(OH)3 + 6KCN K3Fe(CN)6 + 3KOH · Leeliskeskkonnas K3Fe(CN)6 redutseerub : · 4K3Fe(CN)6 + 4KOH 4K4Fe(CN)6 + 2H2O + O2 · Mõlemat tüüpi kaaliumheksatsüanoferraate kasutatakse · erinevate raudioonide määramiseks: · Fe2+ + K3Fe(CN)6 "Turnbulli sinine" (sade) · Fe3+ + K4Fe(CN)6 "Berliini sinine" (sade) · Kaua aega arvati, et need sinised ühendid on erineva koostise ja struktuuriga; · praeguseks on teada nende identsus · (tuvastatud röntgenograafiliselt) - · mõlema koostis vastab valemile KFeIIFeIII(CN)6 · (mõnedel andmetel muutuva koostisega) · Na2Fe(CN)5NO
· Leelismetallide ja hapniku vahelise reaktsiooni valdav produkt varieerub rühmas allapoole liikudes. · Iooniline ühend on stabiilsem siis, kui katiooni ja aniooni raadiused on lähedased. Liitium annab valdavalt oksiidi Li2O. Naatrium on suurem ja annab peroksiidi Na2O2. Kaalium annab superoksiidi KO2. · Kaaliumsuperoksiidi KO2 kasutatakse suletud süsteemides (allveelaevad, kosmoseraketid, gaasimaskid) hingatava õhu regenereerimiseks (vee ja CO2 sidumiseks). 4KO2(s) + 2H2O(g) 4KOH(s) + 3O2(g) KOH(s) + CO2(g) KHCO3(s) 10. Kirjeldage leelismetallide reageerimist veega. Kirjutage tasakaalustatud reaktsioonivõrrand. 4KO2(s) + 2H2O(g) 4KOH(s) + 3O2(g) · Leelismetallid on tugevad redutseerijad: redutseerivad vett; 11. Kirjeldage leelismetallide reageerimist mittemetallidega (sh hapnikuga). Kirjutage tasakaalustatud reaktsioonivõrrandid. Kuidas saadakse naatriumoksiidi Na 2O ja kaaliumoksiidi K2O? Leelismetallid oksüdeeruvad. 4Na + O2 = 2Na2O 4K + O2 = 2KO2 12
Sarnaselt naatriumperoksiidiga reageerib ka kaaliumhüperoksiid veega, kuid selles reaktsioonis on üheks saaduseks ka vaba hapnik. 2KO2 + 2H2O 2KOH + H2O2 + O2 Koostanud: Janno Puks Tallinna Arte ja Kristiine Gümnaasium 7 Kuna antud reaktsioonisüsteem pole püsiv, siis seetõttu võib seda reaktsiooni kirjutada summaarselt järgmiselt: 4KO2 + 2H2O 4KOH + 3O2 1.6.2 Leelismetallide hüdroksiidid Leelismetallide hüdroksiidid on kõik tugevad alused, kusjuures nende aluselised omadused tugevnevad liikudes rühmas ülevalt alla. Leelismetallide kui ka leelismuldmetallide hüdroksiide nimetatakse leelisteks. Nad on valged tahked kristalsed ained, mis lahustuvad hästi vees. Lisaks on nad ka väga hügroskoopsed (vett siduvad ja õhust niiskust neelavad) ained.
Räni saadakse puhtast liivast redutseerimisel magneesiumi või söega kõrgel temperatuuril: SiO2+2Mg=2MgO+Si SIO2+2C=2CO+Si Ühendeis on räni o.-a. II ja IV 2. Omadused. Kristalliline räni on hallika värvusega väga kõva aine. Räni kuulub pooljuhtide hulka ja leiab rakendamist elektroonikas. Hapetega ta ei reageeri (välja arvatud vesinikfluoriidhappega), kuid leelistega kulgeb reaktsioon kergesti, eraldub vesinik ja moodustub ränihappe sool--silikaat: Si+4KOH=K4SiO4+2H2 Kõrgemal temperatuuril põleb räni ränidioksiidiks: Si+O2=SiO2 Süsinikuga moodustab räni ränikarbiidi (SiC), mida nimetatakse karborundiks. Viimast toodetakse liiva ja söe segust elektriahjus: SiO2+3C=SiC+2CO Karborundi suure kõvaduse tõttu kasutatakse teda lihvimisketaste ja luiskude valmistamiseks. Väga kõrgel temperatuuril ühineb räni vesinikuga,moodustades silaane ehk ränivesinikke: Si+2H2=SiH4 3. Ränidioksiid--SiO2
raadiused on lähedased.Liitium annab valdavalt oksiidi Li2O. Naatrium on suurem ja annab peroksiidi Na2O2. Kaalium annab superoksiidi KO2. Kasutusalad vt slaididelt 10. Kirjeldage leelismetallide reageerimist veega. Kirjutage tasakaalustatud reaktsioonivõrrand. Kaaliumsuperoksiidi KO2 kasutatakse suletud süsteemides (allveelaevad, kosmoseraketid, gaasimaskid) hingatava õhu regenereerimiseks (vee ja CO2 sidumiseks). 4KO2(s) + 2H2O(g) 4KOH(s) + 3O2(g) KOH(s) + CO2(g) KHCO3(s) või 2Na+2H202NaOH+H2 Veest eraldub leelismetallide toimel vesinik; alates kaaliumist, leelismetallid ja vesinik süttivad. Moodustuvadi hüdroksiide (MOH) nim leelisteks, mis on tugevaimad alused. 11. Kirjeldage leelismetallide reageerimist mittemetallidega (sh hapnikuga). Kirjutage tasakaalustatud reaktsioonivõrrandid. Kuidas saadakse naatriumoksiidi Na2O ja kaaliumoksiidi K2O? Reageerivad väga energiliselt paljude mittemetallidega
annaabi.ee 
