Davriy sistemaning IVA – gruppa elementlari ( Pb,Sn) xossalari va ishlatilishi
Element
|
C
|
Si
|
Ge
|
Sn
|
Pb
|
Tartib raqam
|
6
|
14
|
32
|
50
|
82
|
Atom massasi (nisbiy)
|
12,011
|
28,0855
|
72,59
|
118,69
|
207,2
|
Zichlik (n.u.), g / sm 3
|
2,25
|
2,33
|
5,323
|
7,31
|
11,34
|
t pl, ° C
|
3550
|
1412
|
273
|
231
|
327,5
|
balya t, ° C
|
4827
|
2355
|
2830
|
2600
|
1749
|
Ionlanish energiyasi, kJ/mol
|
1085,7
|
786,5
|
762,1
|
708,6
|
715,2
|
Elektron formula
|
2s 2 2p 2
|
3s 2 3p 2
|
3d 10 4s 2 4p 2
|
4d 10 5s 2 5p 2
|
4f 14 5d 10 6s 2 6p 2
|
Elektromanfiylik (so'rovnoma)
|
2,55
|
1,9
|
2,01
|
1,96
|
2,33
|
Inert gazlarning elektron formulalari:
U - 1s 2;
Yo'q - 1s 2 2s 2 2p 6;
Ar - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6;
Kr - 3d 10 4s 2 4p 6;
Xe - 4d 10 5s 2 5p 6;
Guruch. Uglerod atomining tuzilishi.
D.I.Mendeleyev kimyoviy elementlar davriy sistemasining 14-guruhi (eski tasnif boʻyicha IVa guruhi) 5 ta elementni oʻz ichiga oladi: uglerod, kremniy, germaniy, qalay, qoʻrgʻoshin (yuqoridagi jadvalga qarang). Uglerod va kremniy nometallar, germaniy metall xossaga ega modda, qalay va qoʻrgʻoshin tipik metallardir.
Yer qobig'ida 14-guruhning (IVa) eng keng tarqalgan elementi - kremniy (Yerda kisloroddan keyin ikkinchi eng ko'p element) (massa bo'yicha 27,6%), undan keyin: uglerod (0,1%), qo'rg'oshin (0,0014%) , qalay (0,00022%), germaniy (0,00018%).
Kremniy, ugleroddan farqli o'laroq, tabiatda erkin shaklda bo'lmaydi, uni faqat bog'langan holda topish mumkin:
SiO 2 - kremniy dioksidi, kvarts (ko'p jinslarning bir qismi, qum, gil) va uning navlari (agat, ametist, tosh kristalli, jasper va boshqalar) shaklida mavjud;
kremniyga boy silikatlar: talk, asbest;
aluminosilikatlar: dala shpati, slyuda, kaolin.
Germaniy, qalay va qoʻrgʻoshin ham tabiatda erkin holda uchramaydi, lekin baʼzi minerallar tarkibiga kiradi:
germaniy: (Cu 3 (Fe, Ge) S 4) - germanit minerali;
qalay: SnO 2 - kassiterit;
qo'rg'oshin: PbS - galena; PbSO 4 - burchak maydoni; PbCO 3 - serussit.
14 (IVa) guruhining barcha elementlari tashqi energiya darajasida qo'zg'atmagan holatda ikkita juftlashtirilmagan p-elektronga ega (valentlik 2 ga teng, masalan, CO). Qo'zg'aluvchan holatga o'tgandan so'ng (jarayon energiya sarfini talab qiladi), tashqi darajadagi bitta juftlashgan s-elektron erkin p-orbitalga "sakrab o'tadi" va shu bilan 4 ta "yolg'iz" elektronni hosil qiladi (biri s-kichik darajada va uchtasi p-pastki daraja), elementlarning valentlik imkoniyatlarini kengaytiradi (valentlik 4: masalan, CO 2).
Guruch. Uglerod atomining qo'zg'aluvchan holatga o'tishi.
Yuqoridagi sababga ko'ra, 14 (IVa) guruh elementlari oksidlanish darajasini ko'rsatishi mumkin: +4; +2; 0; -4.
Elektronni ugleroddan qoʻrgʻoshinga qatordagi s-kichik sathidan p-kichik darajaga “sakrash” uchun koʻproq energiya talab qilinayotganligi sababli (uglerod atomini qoʻzgʻatish uchun qoʻrgʻoshin atomini qoʻzgʻatishdan koʻra ancha kam energiya talab qilinadi), uglerod to'rt valentlikni ko'rsatadigan birikmalarga kiradi; va qo'rg'oshin ikkitadir.
Oksidlanish darajalari haqida ham shunday deyish mumkin: ugleroddan qo'rg'oshingacha bo'lgan ketma-ketlikda +4 va -4 oksidlanish darajasining namoyon bo'lishi pasayadi, +2 oksidlanish darajasi esa ortadi.
Uglerod va kremniy metall bo'lmagani uchun ular birikmaga qarab ham ijobiy, ham manfiy oksidlanish darajasini ko'rsatishi mumkin (ko'proq elektronegativ elementlarga ega bo'lgan birikmalarda C va Si elektronlarni beradi va kamroq elektronegativ elementlarga ega bo'lgan birikmalarda olinadi):
C +2 O, C +4 O 2, Si +4 Cl 4 C -4 H 4, Mg 2 Si -4
Ge, Sn, Pb, birikmalardagi metallar kabi, har doim elektronlarini beradi:
Ge +4 Cl 4, Sn +4 Br 4, Pb +2 Cl 2
Uglerod guruhining elementlari quyidagi birikmalarni hosil qiladi:
beqaror uchuvchi vodorod birikmalari(umumiy formula EH 4), ulardan faqat metan CH 4 barqaror birikma hisoblanadi.
tuz hosil qilmaydigan oksidlar- CO va SiO ning quyi oksidlari;
kislota oksidlari- yuqori oksidlar CO 2 va SiO 2 - ular zaif kislotalar bo'lgan gidroksidlarga mos keladi: H 2 CO 3 (karbon kislotasi), H 2 SiO 3 (kremniy kislotasi);
amfoter oksidlar- GeO, SnO, PbO va GeO 2, SnO 2, PbO 2 - ikkinchisi germaniy Ge (OH) 4, stronsiy Sn (OH) 4, qo'rg'oshin Pb (OH) 4 gidroksidlariga (IV) to'g'ri keladi;
Asosiy kichik guruhning elementlariga IV guruhlar kiradi C, Si, Ge, Sn, P v. Tashqi valentlik darajasining elektron formulasi nS 2 np 2 , ya'ni ularda 4 ta valentlik elektron bor va bular p - elementlar, shuning uchun ular asosiy kichik guruhga kiradi. IV guruh.
Atomning asosiy holatida ikkita elektron juftlashgan va ikkitasi juftlanmagan. Uglerodning oldingi tashqi elektron qobig'ida 2 ta elektron, kremniyda 8 ta va Ge, Sn, P c - har birida 18 ta elektron. Shunung uchun Ge, Sn, P germaniya kichik guruhida birlashtirilgan (bular to'liq elektron analoglar).
Ushbu p - elementlarning kichik guruhida, p - elementlarning boshqa kichik guruhlarida bo'lgani kabi, elementlar atomlarining xususiyatlari davriy ravishda o'zgarib turadi:
9-jadval
Element
|
Kovalent
atom radiusi, nm
|
Atomning metall radiusi, nm
|
Shartli ion radiusi, nm
|
Energiya
ionlanish
E E o → E +, ev.
|
Qarindosh
elektromanfiylik
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E 2+
|
E 4+
|
|
|
|
0,077
|
|
|
|
11,26
|
|
|
|
|
|
|
|
0,117
|
0,134
|
|
0,034
|
8,15
|
|
|
|
|
|
|
|
0,122
|
0,139
|
0,065
|
0,044
|
7,90
|
|
|
|
|
|
|
|
0,140
|
0,158
|
0,102
|
0,067
|
7,34
|
|
|
|
|
|
|
P in
|
|
0,175
|
0,126
|
0,076
|
7,42
|
|
|
|
|
|
|
Shunday qilib, kichik guruhda yuqoridan pastga qarab, atomning radiusi ortadi, shuning uchun ionlanish energiyasi pasayadi, shuning uchun elektronlarni berish qobiliyati oshadi va tashqi elektron qobig'ini oktetga to'ldirish tendentsiyasi keskin kamayadi, shuning uchun kamaytirish xossalari va metall xossalari C dan PB gacha oshadi va metall bo'lmagan xususiyatlar pasayadi. ... Uglerod va kremniy tipik metall bo'lmaganlar, y Ge allaqachon metall xususiyatlar mavjud va tashqi ko'rinishida u yarimo'tkazgich bo'lsa-da, metallga o'xshaydi. Qalay allaqachon metall xususiyatlarga ega va qo'rg'oshin odatiy metalldir.
4 ta valentlik elektronga ega bo'lgan atomlar o'z birikmalarida minimal (-4) dan maksimal (+4) gacha oksidlanish darajasini ko'rsatishi mumkin va ular hatto S.O . bilan xarakterlanadi: -4, 0, +2, +4; S.O. = -4 C va uchun xarakterlidir Si metallar bilan.
Boshqa elementlar bilan munosabatlarning tabiati.Uglerod faqat kovalent bog'larni hosil qiladi, kremniy ham asosan kovalent bog'larni hosil qiladi. Qalay va qoʻrgʻoshin uchun, ayniqsa, S.O. = +2, bog'lanishning ion tabiati ko'proq xarakterlidir (masalan, Rv ( YO'Q 3) 2).
Kovalentlik atomning valentlik tuzilishi bilan aniqlanadi. Uglerod atomida 4 ta valentlik orbital mavjud va maksimal kovalentlik 4 ta. Boshqa elementlar uchun kovalentlik toʻrtdan ortiq boʻlishi mumkin, chunki valentlik mavjud. d -pastki daraja (masalan, H 2 [SiF 6]).
Gibridlanish ... Gibridlanish turi valent orbitallarning turi va soniga qarab belgilanadi. Faqat uglerod bor S - va p-valent orbitallar, shunday bo'lishi mumkin Sp (karbin, CO 2, CS 2), Sp 2 (grafit, benzol, COCl 2), Sp 3 - gibridlanish (CH 4, olmos, CCl 4) ). Silikon uchun, eng xarakterli Sp 3 - gibridlanish (SiO 2, SiCl 4 ), lekin u valentlikka ega d -pastki daraja, shuning uchun ham bor Sp 3 d 2 - gibridlanish, masalan, H 2 [SiF 6].
IV PSE guruhi Mendeleyev jadvalining o'rtasidir. Bu erda metall bo'lmaganlardan metallarga xossalarning keskin o'zgarishi aniq ko'rinadi. Uglerodni alohida ko'rib chiqing, keyin kremniy, keyin germaniy kichik guruhining elementlari.
Uglerod. Uglerodning umumiy xususiyatlari
Yer qobig'idagi uglerod miqdori past (massaning taxminan 0,1%). Uning katta qismi kam eriydigan karbonatlar (CaCO 3, MgCO 3 ), neft, ko'mir, tabiiy gaz. CO tarkibi 2 havoda kichik (0,03%), lekin uning umumiy massasi taxminan 600 million tonnani tashkil qiladi. Uglerod barcha tirik organizmlar to'qimalarining bir qismidir (o'simlik va hayvonot dunyosining asosiy tarkibiy qismi). Uglerod ham erkin holatda, asosan grafit va olmos shaklida uchraydi.
|
