Свойства элементов подгруппы IVA.

Цель работы: изучение химических свойств элементов углерода и кремния и элементов олова и свинца.

Углерод и кремний - элементы IVA группы периодической системы. На внешнем энергетическом уровне у них находится по четыре электрона (s2р2), из которых только 2р-электроны непарные. При возбуждении один из s-электронов перемещается на р - подуровень и электронная конфигурация наружного энергетического уровня становится s1p3. В этом состоянии все электроны непарные. Поэтому углерод и кремний образуют соединения, в которых им свойственны степени окисления как +4, так и -4.

Сродство к электрону у этих элементов небольшое. Поэтому у углерода и кремния слабо выражены как способность к потере, так и к присоединению электронов. Многочисленные соединения углерода и кремния образованы при помощи ковалентных связей. Таким образом, углерод и кремний являются неметаллами.

В обычных условиях углерод и кремний весьма инертны, но при высоких температурах они становятся химически активными по отношению ко многим металлам и неметаллам.

Углерод непосредственно соединяется со многими металлами, образуя карбиды.

Кремний также дает соединения с металлами - силиды, из которых солеподобны только силиды щелочных и щелочноземельных металлов.

В соединениях с кислородом углерод и кремний образуют соединения, в которых их окислительное число +2 и +4: СО, SiO, CO2, SiO2.

Более устойчивы из них CO2 и SiO2. Оксиды СО и SiO относятся к несолеобразующим, CO2 и SiO2 обладают кислотными свойствами. Им соответствуют кислоты угольная Н2СО3 и кремниевая Н2SiО2, причем кислотные свойства кремниевой кислоты выражены слабее, чем угольной.

Вместе с углеродом и кремнием в IVA группу входят германий, олово. свинец. На наружном слое у этих элементов находится четыре электрона s2p2.

Этим элементам свойственны обычно окислительные числа +2 и +4, число +4 возникает вследствие перехода одного из s-электронов на уровень р вследствие химических реакций. Ввиду роста радиусов атомов и уменьшения энергии ионизации в группе IVB сверху вниз наблюдается усиление металлических свойств. Германий по электрическим свойствам является полупроводником.. В своих соединениях германий характеризуется ковалентным характером связей. Олово, свинец - металлы менее активные и типичные, чем металлы IА, IIА, IIIА.

Оксиды германия, олова, и свинца (GeO, PbO, SnO) представляют собой типичные амфотерные оксиды.

В свободном состоянии все элементы этой подгруппы довольно инертны. Под действием кислорода воздуха германий и олово не изменяются. Свинец же кислородом воздуха окисляется и покрывается слоем оксидов. При повышении температуры элементы этой подгруппы легко соединяются с кислородом, образуя GeO2, SnO2, а свинец окисляется до оксида PbO. Элементы этой подгруппы в свободном состоянии являются восстановителями.

Разбавленная серная и соляная кислота не действуют на германий. Олово и свинец хотя и медленно, но реагируют с разбавленными кислотами. При этом свинец очень быстро покрывается пленкой PbSO4, предохраняющей металл от дальнейшего разрушения. С концентрированной НС1 олово. реагирует при нагревании, вытесняя водород.

В азотной кислоте олово и свинец растворяются значительно скорее. Разбавленные щелочи медленно действуют на олово и свинец, реакция протекает скорее в концентрированных растворах щелочей, особенно при высокой температуре.

Экспериментальная часть.

    Смотрите также

    Аэробное окисление углеводов. Биологическое окисление и восстановление
    Аэробное окисление углеводов - основной путь образования энергии для организма. Непрямой - дихотомический и прямой - апотомический. Прямой путь распада глюкозы – пентозный цикл – приво ...

    Железо в почвах. Методы определения железа
    Железо — элемент, абсолютно необходимый для жизни растений, без железа не образуется хлорофилла. В почвах железо встречается в составе минералов группы ферросиликатов, в виде гидроокислов, о ...

    Полиэфирсульфоны
    Полиэфирсульфоны получают поликонденсацией щелочных солей дифенолов с ароматическими дигалогенидами, в которых атомы галогена активированы электроноакцепторной группой – SO2 – . Процесс проводят ...