Элементы 4-а группы


 

Строение электронной оболочки: …ns2np2.

УГЛЕРОД и его соединения

Встречается в почве (карбонаты), в воздухе (углекислый газ), основа живой и растительной жизни.

Физические свойства

Аллотропен: а)алмаз (sp3 – гибридизация, тетраэдр) – самый твердый, не проводит электрический ток;

б)графит (sp2 – гибридизация, гексагональное строение) – легко расслаивается, проводит электрический ток;

в)карбин (sp – гибридизация, линейное строение) – полупроводник;

г)угли (рентгеноаморфны) – кокс, древесный и костяной уголь, сажа.

 

Химические свойства углерода и его соединений.

1)Реакции с простыми веществами:

С + О2 = СО (СО2)

С + Н2 = СН4

С + 2CI2 = СCI4

2)Реакции со сложными веществами (при повышенной при to):

а) С + Н2О = СО + H2 ,

б) С + СО2 = 2СО,

в) С + FeO = Fe + CO,

г) С + H2SO4(конц.) ® H2СO3 (или СO2 ) + SO2

С + HNO3(конц.) ® H2СO3 (или СO2 ) + NO (или NO2 )

 

Степень окисления +2

СО – закись углерода, «угарный газ» - бесцветный ядовитый газ, без запаха.

Получение оксида углерода (П):

а) СО2 + С = 2СО (неполное выгорание каменного угля),

б)разложение муравьиной кислоты в присутствие H2SO4(конц.):

НСООН ® СО + H2О

Химические свойства оксида углерода (П):

1)Сильный восстановитель:

а)восстанавливает металлы из оксидов: Fe3O4 + 4CO = 3Fe + 4СO2 ,

б)СО + СI2 = СOCI2 – фосген (ядовит),

в)2СО + СО2 = 2СО2 .

2)Участвует в органическом синтезе, например СО + 2Н2 ® СН3ОН.

3)Ядовит, т.к. при неполном сгорании угля может быть «угар»: соединяется с гемоглобином крови, составляя конкуренцию кислороду, и в виде карбоксигемоглобина по артериальному руслу движется ко всем клеткам организма.

Степень окисления +4

1)СО2 – угольный ангидрид, «углекислый газ» - бесцветный тяжелый газ, не поддерживает горения. Твердый оксид (toпл. = -56,5оС) называют часто «сухой лед», т.к. при его таяние нет следов влаги.

Получение углекислого газа:

а)в лаборатории: СаСО3 + 2НСI = СаСI2 + Н2СО3 (СО2 + H2О),

б)в промышленности термическим разложением известняка:

СаСО3 ® СаО + СО2

2)Н2СО3 – слабая, неустойчивая угольная кислота:

К1 = 4,5 . 10-7 ;К2 = 4,7 . 10-11

3)Соли угольной кислоты (карбонаты и гидрокарбонаты):

а)кислые соли растворимы лучше средних,

б)соли хорошо гидролизуются: СО32- + НОН « НСО3-+ ОН- ,

в)при прокаливании соли разлагаются:

MgСО3 ® MgО + СО2 ,

2NaНСО3 ® Na2СО3 + СО2 + H2О,

4)CS2 – сероуглерод, летучая ядовитая бесцветная жидкость, растворитель:

CS2 + 3О2 = СО2 + 2SО2

CS2 + 2 H2О = СО2 + 2 H2S

5) Н2CS3 – тиоугольная кислота (слабая), маслянистая жидкость, разлагается водой: Н2CS3 + H2О = Н23 + H2S

6) Cульфидокарбонаты (тиокарбонаты) – похожи на карбонаты;

а)их можно получить: К2S + CS2 = К2CS3

б)подобно карбонатам, тиокарбонаты разлагаются кислотами:

К2CS3 + 2НСI = Н2CS3 + 2КСI

Азотсодержащие соединения углерода.

1) (CN)2 –дициан NºC-CºN – ядовитый газ, получают при термическом разложении цианидов: Hg(CN)2 ® Hg + (CN)2

Похож на галоген: а) Н2 + (CN)2 = 2HCN (синильная кислота) – яд;

б)диспропорционирует (CN)2 + 2NaOH = 2NaCN + 2NaCNO.

2)HCN –синильная кислота и ее соли цианиды (ядовиты, смертельная доза 0,05г); кислота слабая, дает средние и комплексные соли:

а) 3KCN(яд) + Fe(CN)3 ® K3[Fe(CN)6](не ядовита),

б) 2KCN + О2 = 2KCNO (цианат K-O-CºN),

в) NaCN + S = NaCNS (тиоцианат Na-S-CºN).

3)Тиоцианаты (роданиды) – соли сильной тиоциановой (родановой) кислоты НCNS; хорошо растворимы, легко образуют комплексы:

3KCNS + Fe(CNS)3 ® K3[Fe(CNS)6].

4)CO(NH2) - мочевина (карбамид).

 

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДГРУППЫ

 

6С, 14Si, 32Ge, 50Sn, 82Pb. Для них характерна аллотропия и поэтому нельзя однозначно говорить о физических свойствах какого-либо элемента. По подгруппе сверху вниз закономерно возрастают металлические свойства и это согласуется со значениями степеней окисления, проявляемыми элементами в соединениях:

 

C Si Ge Sn Pb
неметалл неметалл амфотерный металл Амфотерный металл металл
-4, +2, +4 -4, +2, +4 +2, +4 +2, +4 +2, +4

 

Химические свойства

 

1. С простыми веществами дают бинарные соединения, которые по-разному взаимодействуют с водой:

С + О2 = СО2; СО2 + H2O Û Н2СО3;

Si + 2F2 = SiF4; ;

Ge + 2Cl2 = GeCl4; .

(GeO2 × H2O)

2. С кислотами взаимодействуют по-разному, в зависимости от преобладания неметаллической или металлической природы:

а) С + 2Н2SO4 конц. = CO2­ + 2SO2­ + 2H2O;

б) Sn + 4HNO3 конц. = H2SnO3 + 4NO2­ + H2O;

в) Pb + 2HCl = PbCl2 + H2­.

3. Реакции со щелочами также идут по-разному:

а) ;

б) ( );

в) ( ).

4. Соли этих элементов гидролизуются, причём характер гидролиза закономерно меняется по подгруппе соответствующих элементов:

а) SnCl4 + 3H2O = H2SnO3¯ + 4HCl;

(SnO2 × H2O)

б) SnCl2 + H2O Û SnOHCl + HCl;

в) Pb(NO3)2 + H2O Û PbOHNO3 + HNO3.

5. У оксидов и гидроксидов этих элементов в зависимости от степени окисления соответственно меняются кислотные и основные свойства:

а) С+4 и Si+4 образуют слабые неустойчивые кислоты;

б) Для соединений элементов подгруппы германия со с.о. (+2) по ряду можно установить следующую закономерность: они амфотерны, основные свойства растут с увеличением порядкового номера. То же самое можно сказать и о гидроксидах.

в) У соединений элементов подгруппы германия со степенью окисления (+4) по ряду: сохраняется амфотерность, причем кислотные свойства растут с уменьшением порядкового номера элемента. Образуют соли: мета – (германаты, станнаты, плюмбаты) Ме2ЭО3 и орто - Ме4ЭО4.

6. Элементы образуют комплексные соединения, проявляя значения к.ч. = 4 (для Э+2) и к.ч. = 6 (для Э+4):

SiF4 + 2NaF ® Na2[SiF6];

Sn(OH)4 + 2NaOH ® Na2[Sn(OH)6];

PbJ2 + 2KJ ® K2[PbJ4].

7. В окислительно-восстановительных реакциях элементы и их соединения проявляют двойственность:

а) Э0 – прежде всего восстановитель:

С + 2Cl2 = CCl4;

Sn + O2 = SnO2.

б) Э+2восстановители :

CO + Cl2 = COCl2;

SnCl2 + 2FeCl3 = SnCl4 + 2FeCl2,

в-ль

но могут быть и окислителями:

PbCI2 + Mg = Pb + MgCI 2

в) Э+4окислители (особенно активно Pb+4 ® Pb+2):

PbO2 + H2O2 = Pb(OH)2 + O2­.

 



Дата добавления: 2017-10-04; просмотров: 1184;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.014 сек.