Kievuz

Подгруппа германия Простые вещества

Металлы iv группы

Подгруппа германия Простые вещества

В главную подгруппу IV группы входят пять элементов: углерод С, кремний Si, германий Ge, олово Sn, свинец РЬ. Внешняя электронная конфигурация их атомов «s2«p2. Основная степень окисления элементов в их соединениях +4. При переходе от германия к свинцу возрастает устойчивость соединений со степенью окисления +2.

В ряду Ge -» Sn -» Pb с увеличением атомного радиуса энергия ионизации уменьшается, металлические свойства усиливаются. Оксиды и гидроксиды металлов проявляют амфотерные свойства. В ряду GeO SnO -> РЬО основные свойства увеличиваются, восстановительные ослабевают.

В ряду Ge02 -» Sn02 -> РЬ02 преобладание кислотных свойств усиливается, окислительная активность возрастает. РЬ02 — сильнейший окислитель.

Германий и его соединения

Германий был предсказан Д.И. Менделеевым (он назвал его «экасилиций»), открыт в 1886 г. К. Винклером.

Нахождение в природе. Германий — рассеянный элемент, содержание в земной коре 7-КГ4 масс. %. Основные минералы — германит Cu3GeS4, аргиродит Ag8GeS6.

Физические свойства. Германий — серебристо-белое вещество, по внешнему виду похож на металл. Обладает полупроводниковыми свойствами, хрупок. Имеет 4 модификации. При нормальных условиях устойчива одна с тетраэдрической кристаллической решеткой типа решетки алмаза; остальные модификации существуют при повышенном давлении.

Химические свойства. При нормальных условиях германий инертен.

1. Взаимодействие с простыми веществами:

О с галогенами легко соединяется:

О с кислородом и серой при нагревании вступает в реакцию:

О не образует с углеродом карбидов, поэтому германий можно плавить в графитовых тиглях;

О с металлами образует германиды — соединения стехиометрического состава:

2. Взаимодействие со сложными веществами:

О не реагирует с водой и кислотами-неокислителями (в ряду напряжений германий располагается правее водорода между Си И Ag);

О растворяется при нагревании в концентрированных серной, азотной кислотах, царской водке:

О растворяется в щелочах в присутствии окислителя Н202:

Получение. Из отходов переработки полиметаллических руд. Германий восстанавливают из оксида при 600—700 °С:

Для полупроводниковой промышленности германий высокой степени чистоты получают методом зонной плавки или выращиванием монокристаллов при глубоком разрежении или в атмосфере инертного газа.

Соединения. Оксиды GeO и Ge02 — амфотерные с преобладанием кислотных свойств:

Оксид GeO — сильный восстановитель: 2GeO 1 с > Ge + + Ge02, a Ge02 термически устойчив.

Получение соединений осуществляется по реакциям:

Гидроксид Ge(OH)2 — амфотерный с преобладанием кислотных свойств.

Известна германиевая кислота Ge027?H20.

Применение.

Германий и его соединения находят применение в полупроводниковой промышленности.

Олово — элемент, известный с древних времен (4 тыс. летдон.э.).

Нахождение в природе. Олово — рассеянный элемент, содержание в земной коре 4-10_3 масс. %. Основные минералы — касситерит (оловянный камень) Sn02, оловянный колчедан Cu2FeSnS4.

Физические свойства. Олово — серебристо-белый металл, пластичный, легкоплавкий. Имеет три модификации:

О a-Sn — серое олово (алмазоподобная структура, полупроводник, твердое, хрупкое вещество) при /< 14 °С;

0 p-Sn — белое олово (металл, кристаллическая решетка искаженного октаэдра) при 14 °С < / 173 °С.

При / = —33 °С p-Sn переходит в a-Sn, олово рассыпается в серый порошок («оловянная чума»). Изделия из олова следует предохранять от действия низких температур.

Химические свойства. При нормальных условиях олово инертно.

1. Взаимодействие с простыми веществами:

О легко соединяется с галогенами

О вступает в реакции с кислородом и серой при нагревании:

О образует с металлами эвтектические смеси или металлические растворы.

2. Взаимодействие со сложными веществами:

О не реагирует с водой;

О растворяется в сильных кислотах медленно, в концентрированных кислотах и при нагревании процесс ускоряется:

О энергично реагирует с кислотами-окислителями:

О растворяется в щелочах в присутствии окислителя Н202:

Получение. После обогащения руды олово выделяют по реакции:

Соединения

Оксиды SnO и Sn02 — амфотерные с преобладанием основных свойств:

Диоксид Sn02 термически устойчив, = 2000 °С, стойкий к действию водных растворов кислот и щелочей:

Получение осуществляется по следующим реакциям:

Гидроксиды Sn(OH)2 и Sn(OH)4 (Sn02 «H20) — амфотерные с преобладанием основных свойств:

а-оловянная кислота растворяется в избытке кислот и щелочей, р-оловянная кислота не растворяется в водных растворах кислот и щелочей, сплавляется только со щелочами.

Получение осуществляется по следующим реакциям:

Соединения Sn+2 проявляют восстановительные свойства:

Применение.

Олово используется для паяния металлов, изготовления баббитов (придает наилучшие антифрикционные свойства), припоев (в случаях, когда не допускается высокий нагрев изделия и требования хорошего заполнения узких зазоров), для нанесения покрытий на металлы (благодаря высокой коррозионной стойкости), лужения железа (листовое железо, покрытое оловом, широко используется в технике).

Page 3

Свинец — элемент, известный с древних времен (6—7 тыс. лет до н.э.).

Нахождение в природе. Образует 80 собственных минералов. в земной коре 1,6-10_3 масс. %. Основные минералы — галенит (свинцовый блеск) PbS, церуссит РЬС03, англезит PbS04, тиллит PbSnS2.

Физические свойства. Синевато-серый металл, тяжелый, легко режется ножом, имеет самую низкую теплопроводность.

Химические свойства. На воздухе покрывается тонкой карбонатной пленкой, защищающей его от дальнейшего окисления.

1. Взаимодействие с простыми веществами:

О легко соединяется с галогенами:

О с кислородом и серой при нагревании вступает в реакцию:

О образует сплавы с металлами.

2. Взаимодействие со сложными веществами:

О реагирует с водой в присутствии кислорода воздуха:

О не растворяется в разбавленных серной и соляной кислотах, а также в концентрированной азотной вследствие образования осадков PbS04 и РЬС12, PbN03;

О легко растворяется в концентрированных кислотах при нагревании, разбавленной азотной кислоте и органических кислотах (в присутствии кислорода воздуха):

О растворяется в щелочах:

Получение. После обогащения руды сульфид свинца подвергают обжигу, затем РЬО восстанавливают углем:

Соединения. Наиболее устойчивы соединения свинца (II), слабо проявляют восстановительные свойства. Соединения свинца (IV) — сильные окислители.

Оксиды РЬО, РЬ02, РЬ203, РЬ304.

РЬО — порошок желтого цвета. Амфотерный оксид с преобладанием основных свойств:

Проявляет восстановительные свойства:

Получение осуществляется по реакциям:

РЬ02 — порошок темно-бурого цвета. Амфотерный оксид с преобладанием кислотных свойств.

Получение осуществляется по реакции:

Гидроксид РЬ(ОН)2 — амфотерный гидроксид с преобладанием основных свойств:

Получение осуществляют по реакции:

Кислоты Н4РЬ04 и Н2РЬ03 орто- и метасвинцовые в свободном состоянии не получены.

Применение.

Свинец используют для изготовления пластин аккумуляторов, защитных покрытий электрических кабелей, залегающих в грунте, различной аппаратуры в химической промышленности (благодаря высокой коррозионной стойкости и малой растворимости его солей), для радиационной защиты в рентгеновских установках и ядерных реакторах (свинец хорошо поглощает у-излучение), для определения возраста минералов и горных пород (в абсолютной геохронологии).

Соединения свинца применяются в производстве мощных смесевых взрывчатых веществ, в качестве материала в химических источниках тока, в качестве красящих пигментов (свинцовые белила, РЬСг04 — хромовый желтый краситель), в технологии инсектицидов для уничтожения насекомых, в медицине для приготовления мазей при обработке опухолей (РЬС12), в производстве стеклянных изделий и как добавки к бензину. Сульфид свинца PbS, черный нерастворимый в воде порошок, используют при обжиге глиняной посуды и для обнаружения ионов свинца. Широкое применение находят сплавы свинца.

Токсикология. Свинец и его соединения токсичны. Попадая в организм, свинец накапливается в костях, вызывая их разрушение. Предельно допустимая концентрация соединений свинца: в атмосферном воздухе 0,003 мг/м3, в воде 0,03 мг/л, почве 20,0 мг/кг.

Источник: https://studref.com/531399/matematika_himiya_fizik/metally_gruppy

Периодическая система элементов Менделеева — ТАБЛИЦА МЕНДЕЛЕЕВА

Подгруппа германия Простые вещества

Периоды  –  горизонтальные строки химических элементов.

Группы  –  вертикальные столбцы химических элементов.

Подгруппы  –  А — главные (s- и р-элементы) и В — побочные (d- и f-элементы).

Номер периода  –  номер внешнего энергетического уровня в электронной формуле атома элемента.

Номер группы (для большинства элементов)  –  общее число валентных электронов (электронов внешнего энергетического уровня, а также предпоследнего d-подуровня, если он застроен не полностью).

Число элементов в периоде  –  максимальная емкость соответствующего энергетического уровня:

1 период  –  2 элемента (1s2)

2 период  –  8 элементов (2s22p6)

3 период  –  8 элементов (3s23p6)

4 период  –  18 элементов (4s23d104p6)

5 период  –  18 элементов (5s24d105p6)

6 период  –  32 элемента (6s24f145d106p6)

7 период  –  32 элемента (6s24f145d106p6)

8 период  –  не завершен

П.

Группы химических элементов

VIII

1

 1,00794

 Водород

 4,0026

 Гелий

2

 6,941

 Литий

 9,0122

 Берилий

 10,811

 Бор

 12,01115

 Углерод

 14,0067

 Азот

 15,9994

 Кислород

 18,9984

 Фтор

 20,179

 Неон

3

 22,9898

 Натрий

 24,305

 Магний

 26,9815

 Алюминий

 28,086

 Кремний

 30,9738

 Фосфор

 32,064

 Сера

 35,454

 Хлор

 39,948

 Аргон

4

 39,0983

 Калий

 40,08

 Кальций

44,956

Скандий

47,88

Титан

50,942

Ванадий

51,996

Хром

54,938

Марганец

55,847

Железо

58,9332

Кобальт

58,69

Никель

63,546

Медь

65,39

Цинк

 69,72

 Галлий

 72,61

 Германий

 74,9216

 Мышьяк

 78,96

 Селен

 79,904

 Бром

 83,80

 Криптон

5

 85,47

 Рубидий

 87,62

 Стронций

88,906

Иттрий

91,224

Цирконий

92,906

Ниобий

95,94

Молибден

98,906

Технеций

101,07

Рутений

102,905

Родий

106,42

Палладий

 107,868

Серебро

112,41

Кадмий

 114,82

 Индий

 118,71

 Олово

 121,75

 Сурьма

 127,60

 Теллур

 126,9045

 Йод

 131,30

 Ксенон

6

 132,905

 Цезий

 137,327

 Барий

 138,91

 Лантан

178,49

Гафний

180,948

Тантал

183,85

Вольфрам

186,207

Рений

190,2

Осмий

192,22

Иридий

195,09

Платина

 196,967

 Золото

 200,59

 Ртуть

 204,383

 Таллий

 207,19

 Свинец

 208,98

 Висмут

 [209]

 Полоний

 [210]

 Астат

 [222]

 Радон

7

 [223]

 Франций

 226,025

 Радий

 [227]

 Актиний

[261]

Резерфордий

[262]

Дубний

[263]

Сиборгий

[264]

Борий

[265]

Хассий

[266]

Мейтнерий

[281]

Дармштадтий

[281]

Рентгений

[285]

Коперниций

 [284]

 Унутрий

 [289]

 Флеровий

 [288]

 Унунпентий

 [293]

 Ливерморий

 [294]

 Унунсептий

 [294]

 Унуноктий

8

 [316]

 Унуненний

 [320]

 Унбинилий

Высшие оксиды

R2O

RO

R2O3

RO2

R2O5

RO3

R2O7

RO4

Летучие водородные соединения

RH4

RH3

H2R

RH

* ЛАНТАНОИДЫ

 114,16

 Церий

 140,907

 Празеодим

 144,24

 Неодим

 [145]

 Прометий

 150,36

 Самарий

 151,96

 Европий

 157,25

 Гадолиний

 158,924

 Тербий

 162,5

 Диспрозий

 164,93

 Гольмий

 167,26

 Эрбий

 168,94

 Тулий

 173,04

 Иттербий

 174,97

 Лютеций

** АКТИНОИДЫ

 232,038

 Торий

 231,04

 Протактиний

 238,03

 Уран

 237,05

 Нептуний

 [244]

 Плутоний

 [243]

 Америций

 [247]

 Кюрий

 [247]

 Берклий

 [251]

 Калифорний

 [254]

 Эйнштейний

 [257]

 Фермий

 [258]

 Менделевий

 [259]

 Нобелий

 260

 Лоуренсий

*** СУПЕРАКТИНОИДЫ

 320

 Унбиуний

 *

 Унбибий

 *

 Унбитрий

 332

 Унбиквадий

 *

 Унбипентий

 *

 Унбигексий

 s – элементы

 p – элементы

 d – элементы

 f – элементы

Построение периодов – в начале: два s-элемента, в конце: шесть р- элементов. В четвертом и пятом периодах между ними помещается по десять d-элементов, а в шестом и седьмом к ним добавляются четырнадцать f-элементов (формы электронных орбиталей).

В периоде – свойства химических элементов различаются между собой, т.к. электронные конфигурации валентных электронов их атомов различны.

В подгруппе – свойства элементов сходны между собой, т.к. электронные конфигурации валентных электронов их атомов сходны.

Причина периодичности свойств химических элементов заключается в периодической повторяемости сходных электронных конфигураций внешних энергетических уровней.

Формы электронных орбиталей (электронные семейства)

Классификация химических элементов по электронным конфигура­циям их атомов (электронные орбитали)

Название семейства

Тип конфигурации

Застраиваемые подуровни

s — элементы

ns1–2

внешний (n) s-подуровень

p -элементы

ns2 np1–6

внешний (n) р-подуровень

d — элементы

(n-1)d1–10 ns1–2

предвнешний (n–1 ) d-подуровень

f — элементы

(n-2)f1–14 (n-1)d1–10 ns1–2

третий снаружи (n–2) f-подуровень

Графическое изображение орбиталей

Свойства элементов таблицы Менделеева

Металлы – элементы главных подгрупп с числом валентных электронов от 1 до 3 (подгруппы IA, IIA, IIIА, кроме элемента бора), а также германий, олово, свинец, сурьма, висмут и полоний.

Неметаллы – бор и элементы главных подгрупп с числом валентных электронов от 4 до 7 (подгруппы IVA, VA, VIA, VIIA) кроме германия, олова, свинца, сурьмы, висмута и полония.

Переходные элементы – элементы побочных подгрупп (IB-VIIB); в виде простых веществ ведут себя как металлы.

Благородные газы – элементы подгруппы VIIIA, полностью застро­енные энергетические подуровни s2p6, для гелия s2.

Источник: https://infotables.ru/khimiya/46-periodicheskaya-sistema-elementov-mendeleeva-tablitsa-mendeleeva

ovdmitjb

Add comment