Хімія р-елементів ІV групи.
До р-елементів IV групи належать Карбон, Силіцій, Германій, Станум і Плюмбум. Карбон і Силіцій належать до типових елементів, а германій, станум і плюмбум складають підгрупу германію. У відповідності з електронними конфігураціями їх атомів: C 1s22s22p2 Si 2s22p63s23p2 Ge 3s23p63d104s24p2 Sn 4s24p64d105s25p2 Pb 4s24p64d104f145s25p65d106s26p2. Маючи на останньому енергетичному рівні 4 електрони, елементи головної підгрупи виявляють ступені окиснення від –4 до +4. Ступінь окиснення –4 більш характерний для сполук типових елементів – карбону і сіліцію, оскільки здатність приєднувати електрони характерна для атомів з малим атомним радіусом. Для германію, стануму і плюмбуму, стійкість сполук із ступенем окиснення –4 зменшується в ряду Ge–Sn–Pb. Оскільки елементи головної підгрупи містять 2 неспарені р-електрони, то всі вони утворюють сполуки із СТО +2. Карбон істотно відрізняється від інших р-елементів групи високим значенням енергії йонізації. Карбон – типовий неметалічний елемент. Карбон і Силіцій є елементами з яскраво вираженими неметалічним характером – кислотоутворюючими елементами. Карбон та його сполуки. В більшості сполук Карбон IV-валентний, йому відповідають ступені окиснення –4, +4, +2. В атомі Карбону на відміну від усіх інших елементів число валентних електронів дорівнює числу валентних орбіталей. Це одна з головних причин великої стійкості зв’язку С–С і виняткової схильності Карбону до утворення гомоланцюгів. Гомоланцюгові молекули, які містять зв’язок С–С, бувають найрізноманітніших типів: лінійні, розгалуженні, зшиті, циклічні. Ці численні сполуки Карбону вивчають в органічній хімії. Карбон – головна складова частина тваринного і рослинного світу. В природі Карбон знаходиться у вигляді органічних сполук – нафти, горючих газів. В земній корі Карбон знаходиться в складі карбонатних мінералів (CaCO3i MgCO3), кам’яного вугілля, графіту і алмазу. Графіт – пошарова кристалічна речовина з гексагональною структурою. Завдяки великій площі поверхні і адсорбційній здатності деревного і тваринного вугілля вони застосовуються для очистки речовин від домішок,для поглинання (адсорбції) газів і рідин. Діоксид карбону СО2. Має лінійну форму молекули. О = С = О В техніці СО2 отримують розкладанням при високій температурі (800–1000С) СаСО3: СаСО3 CаО + СО2, а в лабораторії: CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O Розчинність CO2 у воді: 1,7 л CO2 (0С), 1л CO2 (15C)/1л H2O. Деяка частина розчиненого CO2 взаємодіє з водою з утворенням карбонатної кислоти: CO2 + H2O H2CO3. Карбонатна кислота – слабкий електроліт, що видно із наведених нижче констант дисоціації:
Як двоосновна кислота утворює кислі і середні солі, які називають відповідно гідрогенкарбонатами і карбонатами: КНСО3 і К2СО3, Са(НСО3)2 і СаСО3. Карбонати і гідрогенкарбонати утворюють метали, яким відповідають сильні основи, тобто лужні і лужноземельні метали. У більшості випадків карбонати (крім Li2CO3) є важкорозчинними, важкорозчинними є і основні карбонати; значно вищу розчинність мають гідрогенкарбонати (за винятком NaHCO3, який є менш розчинним за його карбонат Na2CO3). Сполуки Карбону із ступенем окиснення +2. Похідні карбону(ІІ) – це монооксид карбону СО, сульфід карбону(ІІ) CS, ціанідна кислота HCN. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|