Загальна характеристика підгрупи карбону – ПІДГРУПА КАРБОНУ

ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ

Частина II. НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ

Розділ 11. ПІДГРУПА КАРБОНУ

§ 11.1. Загальна характеристика підгрупи карбону

До підгрупи карбону належать карбон, силіцій, германій, станум і плюмбум. Це р-елементи IV групи періодичної системи Д. І. Менделєєва, їх атоми на зовнішньому рівні містять по чотири електрони – ns2np2 (п. 2, табл. 11.1), чим пояснюється подібність їх хімічних властивостей.

Електронну будову зовнішніх рівнів атомів перших двох елементів підгрупи можна подати так:

 Загальна характеристика підгрупи карбону   ПІДГРУПА КАРБОНУ src="/image/2/image269_0.jpg" class=""/>

В незбудженому стані їх атоми мають по два неспарених електрони. Оскільки атоми всієї підгрупи мають на зовнішньому рівні вільні орбіталі, то при переході в збуджений стан розпаровують електрони s-підрівнів (показано штриховими стрілками).

У сполуках елементи підгрупи карбону виявляють ступені окиснення +4 і -4, а також +2, причому останній зі збільшенням заряду ядра стає більш характерним. Для карбону, силіцію та германію найтиповіший ступінь окиснення +4, для плюмбуму +2.

Ступінь окиснення -4 в послідовності С-Рb стає все менш характерним.

Таблиця 11.1. Властивості елементів підгрупи карбону

Властивості

С

Si

Ge

S6

Pb

1. Порядковий номер

6

14

32

50

82

2. Валентні електрони

2shp2

3s23p2

4s24p2

5s25p2

6s26p2

3. Енергія іонізації атома, еВ

11,3

8,2

7,9

7,3

7,4

4. Відносна електронегативність

2,50

1,74

2,02

1,72

1,55

5. Ступінь окиснення у сполуках

+4,+2, -4

+4,+2, -4

+4,-4

+4,+2, -4

+4,+2, -4

6. Радіус атома, нм

0,077

0,134

0,139

0,158

0,175

Деякі властивості елементів підгрупи карбону наведено в табл. 11.1.

Елементи підгрупи карбону утворюють оксиди із загальними формулами RO2 і RO, а водневі сполуки – з формулою RH4. Гідрати вищих оксидів карбону і силіцію мають кислотні властивості, гідрати останніх елементів амфотерні, причому кислотні властивості сильніше виражені у гідратів германію, основні – у гідратів плюмбуму. Від карбону до плюмбуму зменшується міцність водневих сполук RH4: СН4 – стійка сполука, а РbН4 у вільному стані не виділений. У підгрупі зі зростанням порядкового номера зменшується енергія іонізації атома і збільшується атомний радіус (п. З і 6, табл. 11.1), тобто неметалічні властивості слабшають, а металічні – посилюються.




Загальна характеристика підгрупи карбону – ПІДГРУПА КАРБОНУ