Елементи 4 групи . Будова та властивості

Елементи IV групи ПС

Елементи IV групи ПСВластивості та сполуки Карбону та Силіцію. Карбон і Силіцій – типові неметали і сполучаються з атомами інших елементів за рахунок ковалентного зв’язку, утворюючи неполярні сполуки. Карбон в природі зустрічається у вигляді двох алотропних видозмін –графіту і алмазу, які відрізняються один від одного кристалічною будовою. Сажа, деревне вугілля – це різновиди графіту; вони складаються з хаотично розміщених частинок графіту.

Елементи IV групи ПС Третя і четверта видозміни – карбін та полікумулен – у природі не зустрічаються, їх добувають штучно. Карбін –чорна дрібнокристалічна речовина. Це лінійний полімер, в якому атомні орбіталі Карбону знаходяться в стані sp-гібридизації: –С С–С С–. Полікумулен -карбін – також лінійний полімер Карбону, в якому атоми Карбону з’єднані подвійними зв’язками: =С=С=С=С=.

Елементи IV групи ПС (Карбон)Однією з найважливіших властивостей вугілля є його здатність адсорбувати, тобто концентрувати на своїй поверхні гази, пари і розчинні речовини. Адсорбційні властивості вугілля вперше були застосовані для очистки розчинів від домішок. Карбон утворює такі оксиди: СО2 – карбон (IV) оксид (або вуглекислий газ), і СО – карбон (II) оксид. Карбон (IV) оксид є ангідридом карбонатної (вугільної) кислоти Н2 СО3, яка існує лише у вигляді розведених розчинів. Адсо́рбція — вибіркове поглинання речовини з газового чи рідкого середовища поверхневим шаром твердого тіла. Ангідри́ди — хімічні сполуки, які при взаємодії з водою утворюють кислоти, а також навпаки: утворюються при дегідратації кислот.

Елементи IV групи ПСПерехід на дошку та вивчення хімічних властивостей , добування CO, CO2, C , Si , солей Si та C.

Елементи IV групи ПС (Властивості та сполуки Германію, Стануму, Плюмбуму)Германій (Ge), Станум (Sn) Плюмбум (Pb) належать до головної підгрупи четвертої групи і в хімічному відношенні є аналогами Карбону і Силіцію. Серед елементів своєї групи вони мають найбільш високі порядкові номери і виявляють більшою мірою металічні властивості, ніж неметалічні. Крім максимального позитивного ступеня окиснення +4, Германій, Станум і Плюмбум виявляють також ступінь окиснення +2. У вільному стані германій, станум і плюмбум добувають відновленням їх оксидів вуглецем. З Гідрогеном вони утворюють нестійкі газоподібні гідриди: Ge. H4, Sn. H4, Pb. H4.

Елементи IV групи ПС (Властивості та сполуки Германію, Стануму, Плюмбуму)Для Германію, Стануму і Плюмбуму відомі оксиди двох типів: нижчі – Ge. О, Sn. О, Pb. О; та вищі – Ge. О2, Sn. О2, Pb. О2, яким відповідають гідроксиди з амфотерними властивостями. Станум (IV) гідроксид має назву станатної кислоти і відомий у двох модифікаціях: α-станатної (H4 Sn. О4) і β-станатної (H2 Sn. О3) кислот. α-станатна кислота легко розчиняється в кислотах і лугах. При розчиненні в лугах цієї кислоти утворюються солі метастанатної кислоти – станати. β-станатна кислота не розчиняється ні в кислотах, ні в лужних розчинах.

Елементи IV групи ПС (Властивості та сполуки Германію, Стануму, Плюмбуму)Плюмбум (IV) оксиду відповідають орто- та метаплюмбатні кислоти H4 Pb. О4 та H2 Pb. О3, які не існують у вільному стані, але утворюють стійкі солі. Змішаний оксид Pb3 О4, який називається суриком, можна розглядати як плюмбум (ІІ) ортоплюмбат: Pb2 Pb. О4. Гідроксиди Германію, Стануму і Плюмбуму при розчиненні у надлишку лугів утворюють солі: германіти і германати, станіти і станати, плюмбіти і плюмбати.

Елементи IV групи ПС (Властивості та сполуки Германію, Стануму, Плюмбуму)Найбільш розчинна сіль двовалентного Стануму – Sn. Cl2. Солі Плюмбуму, за винятком Pb(NO3)2, Pb(CH3 COO)2, малорозчинні у воді. З нерозчинних солей Плюмбуму характерні: Pb. I2 – золотистого кольору; Pb. SO4 – білого кольору; Pb. Cr. O4 – жовтого кольору; Pb. S – чорного кольору. Станум утворює два нерозчинні у воді сульфіди – Sn. S і Sn. S2. Станум (IV) сульфід називається “сусальним золотом”. Станум (IV) сульфід розчиняється у розчині амоній сульфіду з утворенням розчинної у воді солі тіостанатної кислоти: Sn. S2 + (NH4)2 S = (NH4)2 Sn. S3 Тіостанатна кислота у вільному стані невідома; при дії хлоридної кислоти на тіосіль утворюється сірководень і станум (IV) сульфід: (NH4)2 Sn. S3+ 2 HCl = Sn. S2 + H2 S + 2 NH4 Cl

Елементи IV групи ПС (Властивості та сполуки Германію, Стануму, Плюмбуму)Тіосолей, які відповідають двовалентному Стануму, не існує, тому станум (II) сульфід Sn. S, на відміну від Sn. S2, не розчиняється в амоній сульфіді. Амоній полісульфід, склад якого відповідає загальній формулі (NH4)2 Sx (в простому вигляді (NH4)2 S2) розчиняє Sn. S, окиснюючи його до тіосолі: Sn. S + (NH4)2 S2 = (NH4)2 Sn. S3 Вода за звичайної температури на германій, станум і свинець практично не діє, бо на їх поверхні утворюються нерозчинні плівки оксидів. Германій, станум і свинець реагують з хлоридною кислотою з виділенням водню, причому із свинцем ця реакція проходить тільки при нагріванні.

Елементи IV групи ПС (Властивості та сполуки Германію, Стануму, Плюмбуму)Розведена і концентрована нітратна кислота по-різному діє на германій, станум і свинець: 3 Pb + 8 HNO3 (розв.) = 3 Pb(NO3)2 + 2 NO + 4 H2 O 4 Sn + 10 HNO3 (розв.) = 4 Sn(NO3)2 + NH4 NO3 + H2 O Концентрованою нітратною кислотою германій і станум окиснюються до β–германатної (H2 Ge. O3) і β–станатної (H2 Sn. O3) кислот. Германій і станум добре розчиняються у сумішах кислот HCl і HNO3 та HF і HNO3: 3 E + 18 HCl + 4 HNO3 = 3 H2[EСl6] + 4 NO + 8 H2 O.