2,3 주기 원소와 화합물

2,3 주기 원소와 화합물      <A name="2,3 주기 원소의 홑원소 물질">2,3 주기 원소의 홑원소 물질 </A>     (1) 알루미늄       1) 제법 : 보크사이트(Al2O3·H2O) 광석의 용융 전기 분해       2) 성질         ① 은백색의 가볍고 질긴 금속         ② 열과 전기 전도성이 좋다 (금속의 성질)         ③ 공기중에서 산화막을 형성 내부를 보호         ④ 환원력이 강하여 고온에서 금속산화물을 환원시킴            2 Al  +  Fe2O3  →  Al2O3  +  2 Fe         ⑤ 산, 염기와 모두 반응 → 수소 발생(양쪽성 원소)         ⑥ 질한 질산과 반응 표면에 치밀한 산화막 형성 → 녹지 않음      (2) 탄소         1) 동소체 : 다이아몬드, 흑연 등         2) 다이아몬드 : 정사면체형 그물구조 (공유결정)으로 단단하며                         m.p , b.p 이 매우 높다 전기전도성이 없다            흑연 : 정육각형 판상구조, 부드럽고 매끄러운 성질 전기 전도성을 띰        2, 3주기 원소의 산화물    (1) 산화물의 분류      1) 산성 산화물 : 비금속 원소의 산화물로 믈에 녹아 산성                       염기와 반응 (CO2, SO2, NO2, P4O10, Cl2O7)      2) 염기성 산화물 : 금속의 산화물. 물과 반응하여 염기성                          산과 반응 Na2O, CaO, MgO, Li2O, K2O 등      3) 양쪽성 산화물 : 양쪽성 원소의 산화물                         산,염기와 모두 반응 (Al2O3, ZnO, PbO, SnO 등)         Al2O3  +  6 HCl → 2 AlCl3  +  3 H2O         Al2O3   +  2 NaOH → 2 NaAlO2  +  H2O       * NO, CO는 물에 녹기 어렵고 산, 염기와 반응하지 않아 중성 산화물     <A name=" 4) 2, 3주기 원소의 산화물"> 4) 2, 3주기 원소의 산화물 </A>               ① 1,2족 원소의 산화물은 이온성,           14족 이상 원소의 산화물은 분자성 화합물        ② 금속산화물은 물과 반응 : 수산화물 → 염기성 산화물           비금속산화물은 물과반응 : 산화물 → 산성 산화물           알루미늄의 산화물 : 양쪽성 → 양쪽성 산화물        ③ 주기율표의 왼쪽 아래로으로 갈수록 염기성이                       오른쪽 위로 갈수록 산성이 강한 산화물     (2) 몇 가지 산소 화합물            1) CO2           ① 무색 무취의 기체로 탄소화합물의 완전연소에 의해 생성           ② 제법 : 탄산칼슘에 염산을 작용시켜 얻음               CaCO3  +  2 HCl  →  CaCl2  +  H2O  +  CO2↑           ③ 물에 녹아 탄산  → 약간 이온화 약한 산성 : 산성 산화물                CO2  +  H2O     H2CO3   H2CO3   2 H+ + CO32-           ④ 산성산화물로 NaOH와 같은 염기에 잘 흡수                 CO2  +  2 NaOH     Na2CO3  +  H2O           ⑤ 드라이아이스 : 고체의 이산화탄소 → 승화성                              냉각용 , 저온실험에 쓰임           ⑥ 요소[(NH2)2CO]의 제조와 청량음료의 제조           ⑦ 석회수 속에 통과 → 백색 침전 형성              * 석회수속에 이산화탄소를 통과시키면 처음에는 백색의 침전이 형성되나                이산화탄소를 계속해서 통과시키면 탄산수소칼슘이 형성되어 물에 녹음                 2) SO2 ; 이산화황 , 이황산 가스           ① 구리에 진한 황산을 가하여 얻음              Cu  +  2 H2SO4  →  CuSO4  +  2 H2O  +  SO2↑           ② 공기 보다 무거운 유독성 기체              물에 녹아 아황산 → 산성을 띰(산성비의 원인)               SO2  +  H2O  →  H2SO3 (아황산)           ③ 발생기 수소에 의한 환원성 → 젖은 꽃잎 탈색               SO2  +  2 H2O  →  H2SO4  + 2 [H]                 3) 황산 (H2SO4)           ① 백금(오산화바나듐,V2O5) 등을 촉매로              이산화황에 산소와 물을 반응시켜 얻음 → 접촉법               2SO2  +  O2  +  2H2O → 2H2SO4                ② 성질 (진한 황산)             ·무색의 점성이 강한 비중이 큰 액체 → 비휘발성 산             ·흡습성이 강함 → 산성기체(Cl, HCl, H2S 등)의 건조제                 * 산성 기체의 건조제 : 진한 황산, 인산, 오산화인 등             ·물에 녹을 때 많은 열 발생 → 물에 진한황산을 조금씩 가하여 묽힘             ·화학 반응에서 탈수제로 이용             ·가열된 진한 황산은 산화력이 있어 Cu , Ag와 반응                 Cu  +  2 H2SO4  →  CuSO4  +  2 H2O  +  SO2↑               4) 질산 (HNO3)            ① 제법 : 오스트발트 법                    : 암모니아에 산소 → 일산화질소                      일산화질소 + 산소 → 이산화질소                      이산화질소 + 물 → 질산 과 일산화질소            ② 무색의 발연성 액체로 빛을 쬐면 분해하여 갈색의 이산화질소              4HNO3     2H2O  +  O2  +  4NO2   (갈색병에 보관)            ③ 묽은 질산이나 진한 질산 모두 산화력이 강하여 Cu, Ag과 반응               구리가 묽은 질산과 반응하면 일산화질소, 진한 질산과 반응하면 이산화질소              8HNO3 + 3Cu  → 3Cu(NO3)2 + 2NO  +  4H2O (묽은질산)              4HNO3 + Cu  →  Cu(NO3)2  + 2NO2  +  2H2O (진한질산)            ④ 반응성이 큰 금속과 산화물 피막을 형성 내부 보호 → 부동태                (Fe, Ni, Al)            ⑤  왕수 : 염산과 질산을 3:1 의 부피비로 섞은 산(산화력이 강함)                        → 금, 백금 용해        <A name="(4) 수소와 수소화합물">(4) 수소와 수소화합물</A>     제 2,3 주기 원소의 수소화합물                염기성↓<----           -------->↓ 산성        1) 암모니아 (NH3)        ① 제법          ·하아버법             N2 + 3H2  → 2NH3 (450℃, 200기압  촉매 : Fe + Al2O3)          ·실험실에서는 염화암모늄에 수산화칼슘 혼합물을 가열               2 NH4Cl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2 H2O + 2 NH3(g)        ② 성질         * 무색의 자극성 기체로 공기보다 가볍다         * 물에 잘 녹아 염기성 → 암모니아수             NH3 + H2O  →  NH4+ + OH-         * 액화하기 쉬우며 기화열이 커 냉동제         * 염기로 산과 반응 → 염화수소와 반응 희 연기(NH4Cl) 암모니아의 검출                   NH3 + HCl    NH4Cl         * 이산화 탄소와 반응시켜 요소 합성 : 요소비료나 요소수지의 원료               CO2 + 2 NH3  →  CO(NH2)2 + H2O       2) 황화수소 (H2S)         ① 제법 (킵 장치) : 황화철에 묽은 황산이나 염산을 작용시켜 얻음             FeS + H2SO4  →  FeSO4  +  H2S         ② 물에 조금 녹아 약한 산성을 나타내며 약한 2가의 산               H2S     H+  +  HS-               HS-     H+  +  S2+         ③ 달걀 껍질 썩는 냄새 와 아세트산납(II)        (CH3COO)2Pb 종이를 검게 함  (CH3COO)2Pb  +  H2S  →  2 CH3COOH  +  PbS ↓         ④ 환원력이 있어 여러 물질과 반응 황이 유리            H2S  +  Cl2     2 HCl  +  S         ⑤ 금속 이온과 다양한 색의 앙금 형성 → 금속 이온의 검출             M2+  +   H2S →  2 H+  +  MS             CuS (검은색),  CdS(노란색),  ZnS(흰색) 등