ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
52
IV ГРУППА p-ЭЛЕМЕНТОВ
Очень важное химическое свойство углерода – способ-
ность его атомов образовывать прочные связи между
собой.
Г.П. Хомченко
Нахождение в природе, получение
Элементы IVA группы, имеющие электронную конфигурацию
22
ps, представляют
собой т.н. границу Цинтля в Периодической таблице, т.к. расположены между
электронодефицитными и электроноизбыточными элементами. Первые между
собой образуют соединения преимущественно с металлическими связями, вторые – с
ковалентными, а друг с другом первые и вторые дают, как правило,
солеподобные
вещества (т.е. преимущественно с ионной связью).
В невозбужденном состоянии р-элементы IV группы за счет наличия двух
неспаренных электронов образуют соединения в ст.ок. (+2), а в возбужденном (
3
sp -
состоянии) – в ст.ок. (+4) и (-4).
Причем энергия перехода из
22
ps- в
3
sp -состояние от C к Si и от Ge к Sn за счет
роста r атома уменьшается, но увеличивается при переходе к Ge (эффект d-сжатия) и к Pb
(эффект d- и f-сжатий) – вторичная периодичность. Однако переход
)IV(Ge)II(Ge →
осуществляется легче, чем
)IV(Sn)II(Sn → . Это видно, например, из сопоставления
данных:
e2SnSn
20
+=
+
, 136,0E
0
−= B,
e2GeGe
20
+=
+
, 000,0E
0
= B,
e4H4SnOOH2Sn
22
0
++=+
+
, 106,0E
0
−= B,
e4H4GeOOH2Ge
22
0
++=+
+
, 150,0E
0
−= B.
Таким образом, при окислении металлов до
+2
М более сильный восстановитель –
олово, а до
2
МO - германий.
Объяснить эти данные можно образованием более прочных связей германием(IV) в
продуктах реакции (в нашем примере – в оксидах) вследствие меньшего его орбитального
радиуса по сравнению с оловом(IV).
Как следствие, от Si к Pb
монотонно (в отличае от предыдущих групп)
увеличивается устойчивость в ст.ок. (+2) и снижается в (+4); а также в (-4). Так что
только углерод находится в природе в
отрицательно поляризованном состоянии (в
углеводородах).
Кроме того, только углерод встречается на Земле в виде простого вещества, а
остальные лишь в составе сложных соединений. Причем, если свинец находится в рудах в
ст.ок. (+2) (PbS), то остальные - в (+4), даже олово (
2
SnO
).
Углерод относится к достаточно
распространенным элементам (0,19%), а
кремний (16,7%) занимает
второе место после кислорода. Германия и его аналогов в
природе значительно меньше (примерно по
4
10
−
%).
Хотя элемент C и назван (в 1797 г.) углеродом, т.е. углерождающим, но основные
природные запасы его – это карбонаты (табл. 10): известняк, мрамор, ракушечник и т.п.
Кремний представлен на Земле кислородными соединениями, которые составляют
58,3% литосферы. Это
кремнеземы (песок, кварц, а также топаз, аметист и др.),
силикаты (асбест - с волокнистой структурой, слюда – со слоистой, полевой шпат – с
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 50
- 51
- 52
- 53
- 54
- …
- следующая ›
- последняя »
