элементы 14 группы (1106528), страница 2
Текст из файла (страница 2)
57оСGeCl4800 T.пл., oоCт.пл. –50 Со600т.кип. 83 СSnCl4т.пл. -36FоСт.кип. 114оСPbCl4т.пл. -15оСжелтыйSiBr4т.пл. 5оСт.кип. 153оС400GeBr4т.пл. 26оС200т.кип. 187оСSnBr4т.пл. 33оСоСт.кип. 203IжелтыйBr—0ClGeI4SnI4SiI4-200оСоСт.пл. 122оСт.пл.т.пл.146CX146SiX4 GeX44 SnX4 PbX4ооот.кип. 290 Ст.кип. 377 Ст.кип. 346 Соранжевыйоранжевый—Тетрагалогениды Si, Ge, Sn, Pb1. Все ЕХ4 (кроме PbCl4) получают прямым галогенированиемGe + 2Cl2toGeCl4(NH4)2PbCl6 + H2SO40 oCPbCl4↓+ (NH4)2SO4 + 2HCl2.
Все ЕХ4 (кроме SnF4, PbF4) растворимы в органическихрастворителяхSnF4, PbF4полимерная структура,к.ч. = 6PbF43. Все ЕХ4 (кроме SiCl4, SiBr4, SiI4) легко присоединяют Х–2KF + SiF4 = K2SiF62NaCl + SnCl4 = Na2SnCl6Тетрагалогениды Si, Ge, Sn, Pb4. Все ЕХ4 (кроме SnF4, PbF4) гидролизуются при н.у.3SiF4 + 3H2O = H2SiO3 + 2H2SiF6GeCl4 + 2H2O = GeO2 + 4HClSnI4 + H2O = SnOI2 + 2HI5. PbCl4, GeI4, SnI4 разлагаются при несильном нагреванииSnI4~ 380 oCSnI2 + I26.
Известны галогенокислотыSnCl4 + 2HCl = H2SnCl6GeBr4 + 2HBr = H2GeBr6SnI4Кислота H2SiF6Гексафторокремниевая кислота H2SiF6pKa1 = -0.6существует только в водных растворах до 61%d(Si–F) = 169 пмSiF62–Изоэлектронность:SiF62– ↔ PF61– ↔ SF63SiF4 + 3H2O = H2SiO3↓ + 2H2SiF6SiO2 + 6HF (р-р) = H2SiF6 + 2H2OSiF4 + 2NaF (р-р) = Na2SiF6Дигалогениды Ge, Sn, PbGeF2GeCl2GeBr2т.пл.
111 оСдиспропорц.т.пл. 143 оСSnF2SnCl2SnBr2т.пл. 210 оСт.пл. 247 оСт.кип. 623 оСт.пл. 232 оСт.кип. 660 оСPbF2PbCl2PbBr2т.пл. 500 оСт.кип. 954 оСт.пл. 373 оСт.кип. 916 оСт.пл. 818 оСт.кип. 1292 оСGeI2т.субл. 240 оСкоричневыйSnI2т.пл. 320 оСт.кип. 720 оСкрасныйPbI2т.пл. 412 оСт.кип. 900 оСжелтыйДигалогениды Ge, Sn, Pb1. ЕХ2 имеют полимерное строение с к.ч. от 6 (Ge) до 9 (Pb)2. SnX2, PbX2 образуют гидратыSnClO(H2O)SnCl2SnCl2·2H2O3.
SnX2 растворимы в воде, PbX2 (кроме PbF2) нерастворимы,GeX2 гидролизуютсяGeCl2 + 2H2O = Ge(OH)2 + 2HClДигалогениды Ge, Sn, Pb4. GeX2, SnX2, PbF2 получают сопропорционированиемSnBr4 + 2Snto, Ar2SnBr25. PbX2 (кроме PbF2) осаждают из раствораPb(CH3COO)2 + 2KI = PbI2↓ + 2KCH3COO6.GeX2SnX2PbX2ослабление силы восстановителяSnCl2 + SO2 + 4HCl = H2[SnCl6] + S + 2H2O7. SnCl3– – основание Льюиса8SnCl2 + Pt + 2PtCl2to, ArSn8Pt3Cl20Оксиды углеродаСО, СО2, С3О2 (О=С=С=С=О)СОугарный газСО2углекислый газТ.пл., оС-205—Т.кип., оС-191-78ΔfHo298 кДж/моль-110.5-393.5ΔfGo298 кДж/моль-137-394Е связи, кДж/моль1075806d(C-O), пм113116μ, D0.110Электроны10 (N2, CN–)16 (N2O, N3–)Оксиды углеродаСО, СО2, С3О2 (О=С=С=С=О)СОугарный газСО2углекислый газТ.пл., оС-205--Т.кип., оС-191-78ΔfHo298 кДж/моль-110.5-393.5ΔfGo298 кДж/моль-137-394Е связи, кДж/моль1075806d(C-O), пм113116μ, D0.110Электроны10 (N2, CN–)16 (N2O, N3–)Строение СОσ z*π*σ s*σs3σ (ВЗМО) – определяет донорные свойства2π (НВМО) – определяет акцепторные свойстваСравнение с N2σzπСвойства СО1.
ПолучениеCO2 + C = 2CO2. Нерастворим в воде, кислотах и щелочах при н.у.CO + NaOHp, to, кат.NaHCOO(формиат)3. При высоких температурахCO + 2H2CO + H2Oto, кат.to, кат.CH3OHCCO2 + H2Ni4. Образует карбонилы4CO + Ni = Ni(CO)4H[CuCl2] + CO = Cu(CO)Cl + HClNi(CO)4OКарбонил-галогенидыкат.CO + Cl2COCl2(карбонилхлорид, фосген)sp2Фосген COCl2COF2COCl2COBr2Т.пл., оС-114-128Т.кип., оС-83865ΔfGo298 кДж/моль-619-205-111Свойства фосгенаСвойства СО21. ПолучениеС + О2 = СО2CO2CaCO3 + 2HCl = CO2 + CaCl2 + H2O2. Плохо растворяется в воде, не поддерживает горениеCO2 + H2O ⇔ H2CO3CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2OH2CO3 ⇔ H+ + HCO3– ⇔ 2H+ + CO32–pKa1 = 3.9pKa2 = 10.33. Окислитель при высокой температуреCO32–2Fe + CO2 = 2FeO + C4.
Карбонаты: HCO3– хорошо растворимы, CO32– – плохоCO32– + H2O ⇔ HCO3– + OH–Свойства СО2Равновесия вводном растворе:CO2 (газ) + Н2О = СО2·aq + H2O(1)СО2·aq + H2O = H2CO3·aq(2)H2CO3·aq = H+·aq + HCO3-·aq(3)H+·aq + HCO3-·aq = 2H+·aq + CO32-·aq(4)Оборот CO2 : парниковый газИзвестковыематериалы(ракушки)ЖивотныеДыханиеРастительная пищаСО2 в морской водеФотосинтезЗеленыерастенияРаспад умерших растенийСгораниеМетаболизм,пожарыCO2Выветривание,пром. процессИскопаемое топливо(природный газ,нефть, уголь, торф)CaCO3:известняк,мрамор, мелОксиды Si, Ge, Sn, PbSiOGeOSnOт.субл. 1700оСкоричневыйт.субл. 770оСчерныйSiO2GeO2SnO2PbO2т.пл. 1728оСбесцветныйполиморфент.пл.
1116оСбесцветныйт.пл. 1360оСбесцветныйт.пл. 280оС(разложение)коричневыйТакже известны:т.пл. 1040оСчерныйPbOт.пл. 886оСкрасный (α)желтый (β)Pb3O4 (2PbO·PbO2)«сурик» - красныйPb2O3 (PbO·PbO2)черный (α), оранжевый (β)2Pb3O4550 oC6PbO + O22Pb2O3520 oC4PbO + O2Свойства оксидов Si, Ge, Sn, Pb1.SiOGeOSnOPbOувеличение устойчивостиувеличение основностиослабление силы восстановителя2SiO = SiO2 + Si(медленно при н.у.)SnO + 2HCl = SnCl2 + H2OSnO + 2KOH + 3H2O = K2[Sn(OH)4(H2O)2]3GeO + 12HCl + 2BiCl3 = 2Bi + 3H2[GeCl6] + 3H2O2.SiO2GeO2SnO2уменьшение устойчивостиусиление окислительных свойствуменьшение кислотностиPbO2Особенности SiO21.
Кварц (Q), тридимит (T), кристобаллит (С)α-Q575oCβ-Q870oCβ-T163oCα-T1470oCβ-C230oCα-C120oCγ-T2. Низкий коэффициент термического расширенияВысокий пьезоэлектрический коэффициент α-Q1728oCLОсобенности SiO23.d(Si-O) = 160 пмE(Si-O) = 466 кДж/мольЭнергия связи (кДж/моль)Особенности SiO24. Химически инертенSiO2 + H2O ≠SiO2 + 2NaOH (конц)SiO2 + 2F2 = SiF4 + O2toNa2SiO3 + H2OГорячая концентрированная щелочь медленно разъедает стекло5. Ортокремниевая кислота H4SiO4растворима в воде, pKa1 = 9.65метакремниевая кислота H2SiO3, не растворяется в воде6. Силикаты – соли кремниевых кислот, растворимы только Li+, Na+Na2CO3 + 6SiO2 + CaCO3 = Na2CaSi6O14 + CO2SiO44– + H2O ⇔ HSiO43– + OH–H3SiO41–+ H2O ⇔ H4SiO4 +OH–2H3SiO41– ⇔ H4Si2O72– + H2O(стекло)Гидролиз,«Жидкое стекло»Силикаты1. Объединение тетраэдровв битетраэдры Si2O76–2.
Циклические силикаты3. Цепочечные силикаты:- 2 общие вершины 1∞[SiO3]2–LiAl(SiO3)2 – сподуменBe3Al2Si6O18 – изумруд, берилл- разветвленные цепи 1∞[Si2O5]2–асбестыСиликаты4. Слоистые силикаты3 общие вершины у каждого тетраэдра 2∞[Si2O5]2–Mg3(OH)2(Si2O5)2 – тальк5. Каркасные силикатывсе вершины общие, часть Si замещена на Al или BeцеолитыNa8(Al6Si6O24)S8 – ультрамарин3∞[AlnSi1-nO2]n–ЦеолитыОсобенности оксидов Sn, Pb1.SnSO4 + 2H2O + 2NH3 = Sn(OH)2 + (NH4)2SO46Sn(OH)2 = Sn6O4(OH)4 + 4H2O2.Sn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Sn(OH)4]25 oC2Sn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Sn(OH)6] + Sn100 oCNa2[Sn(OH)6] + CO2 = SnO2·2H2O + Na2CO3 + H2ONa2[Sn(OH)6] + 8HCl = H2[SnCl6] + 6H2O + 2NaClSn6O4(OH)43.3PbO2 → Pb3O4 + O2SnOPbO(~280 oC)2PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4↓ + O2 + 2H2OСульфиды C, Si, Ge, Sn, PbCS2SiS2бесцветныйт.пл. –112оСGeS2бесцветныйт.возг. 1100оСSnS2бесцветныйт.возг.
840оСжелтыйт.разл. 522оСH2[SnCl6] + 2H2S = SnS2 + 6HClSnS2 + Na2S = Na2SnS3SiS2 + H2O = H2SiO3↓ + H2SGeSкрасныйт.пл. 665оСSnSкоричневыйт.пл. 881оСPbSчерныйт.пл. 1077оСSnCl2 + H2S = SnS + 2HClSnS + (NH4)2S2 = (NH4)2SnS3Pb(CH3COO)2 + H2S = PbS + 2CH3COOHКислоты HCN, HSCN1. Циановодород HCN, т.пл. –13 оС, т.кип. 26 оСраствор в воде – синильная кислота pKa = 9.311000 оСCaC2 + N2C + CaCN2 (цианамид)CaCN2 + Na2CO3 + C = 2NaCN + CaCO3HCNNaCN + H2SO4 = HCN↑ + NaHSO44NaCN + 5O2 + 2H2O = 4NaHCO3 + 2N24NaCN + 2CuSO4 = 2CuCN + Na2SO4 + C2N2(дициан)2.
Родановодород HSCN, т.пл. 5 оС,Раствор в воде – тиоциановая (родановая) кислотаH–S–C≡N ⇔ H–N=C=S; HSCN ⇔ H+ + SCN–KCN + StoKSCNpKa = 0.28(реактив на Fe3+)(CN)2Кислоты HCN, HSCN1. Циановодород HCN, т.пл. –13 оС, т.кип. 26 оСраствор в воде – синильная кислота pKa = 9.311000 оСCaC2 + N2C + CaCN2 (цианамид)CaCN2 + Na2CO3 + C = 2NaCN + CaCO3NaCN + H2SO4 = HCN↑ + NaHSO4HCN4NaCN + 5O2 + 2H2O = 4NaHCO3 + 2N2«Псевдогалогенды»4NaCN+ 2CuSO4 = CuCN + Na2SO4 + C2N2 (дициан)образуюткомплексы,аналогичные(CN)2галогенидным2.
Родановодород HSCN, т.пл. 5 оС,Раствор в воде – тиоциановая (родановая) кислотаH–S–C≡N ⇔ H–N=C=S; HSCN ⇔ H+ + SCN–KCN + StoKSCNpKa = 0.28(реактив на Fe3+)Общие закономерности1. В группе усиливается «металлический» характер элементов.Олово и свинец – металлы.2. Вниз по группе увеличиваются координационные числа до 9 длясвинца.3. Углерод полиморфен.
Способность образовывать кратные связии способность к катенации изменяются по одному ряду(С>>Si>Ge>Sn>Pb).4. Вниз по группе уменьшается термическая устойчивостьгидридов, увеличивается ионность оксидов и галогенидов.5. Вниз по группе уменьшается кислотность оксидов. В ряду Ge –Sn – Pb уменьшается устойчивость оксоанионов, увеличиваетсяустойчивость катионов.6.
Только свинец проявляет сильные окислительные свойства ввысшей степени окисления. В с.о. +2 все элементы, кромесвинца, проявляют восстановительные свойства..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
