Големина на текста:
IVA ГРУПА - ВЪГЛЕРОДНА ГРУПА
(доц. Г. Велинов)
ОБЩ ПРЕГЛЕД.
В IVА група влизат елементите: въглерод С , силиций Si, германий, калай Sn
и олово Рb. Електронната конфигурация на последния електронен слой на тези
елементи е ns
2
np
2
. В предпоследния електронен слой С и Si имат съответно 2
и 8 електрона, което е причина тези елементи да се различават по свойства от
останалите, които имат по 18е в предпоследния си слой и са пълни електронни
аналози.
Сравнително големият брой електрони във външния електронен слой определя
по принцип неметалния характер на елементите. При прехода от С към Рb
нараства атомният радиус и намалява силата на привличане на електроните от
ядрото. Това води до отслабване на неметалния характер, поради което при
вече се проявяват метални свойства, а при Sn и Рb - металните свойства
преобладават. Si и и техните съединения имат качества на полупроводници.
Неметалният химически характер на елементите от IVА група е по-слабо изразен
от тези на VA , VIA и VIIA група.
Простите вещества на елементите от групата при обикновени условия са твърди.
Алотропни форми имат само С и Sn.
При химични взаимодействия елементите проявяват както окислителни
свойства - степен на окисление (4), така и редукционни свойства - степен на
окисление (+4) и (+2). В реда от С към Рb, с отслабване на неметалния характер,
висшата степен на окисление (+4) става по-малко характерна.
Елементите образуват съединения с водорода, кислорода, неметали и метали.
Водородни съединения (хидриди) образуват всички елементи от групата. В
реда:
CH
4
SiH
4
GeH
4
SnH
4
PbH
4
трайността расте
Метанът CH
4
има здрави ковалентни връзки и е устойчив, докато силикометанът
- SiH
4
, има по-слаби връзки и се разлага при нагряване.
Водните разтвори на хидридите ЕН
4
имат неутрален характер.
Спрямо кислорода - елементите се проявяват като редуктори и дават два вида
оксиди ЕО и ЕО
2
със степен на окислени (+2) и (+4), съответно. Висшите
оксиди на С и Si - СО
2
и SiО
2
, имат здрави ковалентни връзки. Те са устойчиви
и имат киселинен характер. Нисшият оксид на С - СО , е по-неустойчив,
поради силните си редукционни свойства. Той има неутрален характер.
За калая и оловото са по-трайни нисшите оксиди - SnO и PbO. При това тези
оксиди и съответните им хидроксиди - Sn(OH)
2
, Pb(OH)
2
,имат амфотерен
характер, като при Pb(ОН)
2
основният характер е по-силно изразен.
ВЪГЛЕРОД
C (Z = 6) 1s
2
2s
2
2p
2
I. ПРОСТИ ВЕЩЕСТВА.
В природата се срещат две алотропни форми на въглерода - диамант и графит.
Диамантът има атомна кристална решетка със здрави ковалентни връзки. Той е
най-твърдото известно вещество. Безцветен и прозрачен, пречупва по-особен
начин светлинните лъчи, което е причина за високите му качества като
скъпоценен камък. Диамантът е химически инертен.
Графитът има слоеста структура. Той е сиво-чер, със слаб метален блясък,
мазен на пипане, електропроводим.
Двете алотропни форми могат да се превръщат една в друга:
1
1800
о
С
ДИАМАНТ ГРАФИТ
3000
о
С и високо налягане
Разновидности на въглерода са още коксът, активният и дървесният въглен,
които се състоят от микроскопични графитни кристали.
II. ХИМИЧНИ СВОЙСТВА.
Въглеродът е химически активен само при висока температура, като най-устойчив
е диамантът, а най-активни - въгленът и саждите, поради голямата си повърхност.
1. Спрямо водорода - свързва се директно при висока температура (1200
о
С)
до метан:
С + 2Н
2
СН
4
+ Q (баланс!)
Тъй като правата реакция е екзотермична , то равновесието може да се изтегли
надясно при ниски температури, но при това условие скоростта на реакцията
практически е нула. В присъствие на катализатор Ni и повишено налягане,
равновесието може да се изтегли към метан при умерено високи температури, но
добивът е много малък.
2. С метали - въглеродът реагира при висока температура и образува
карбиди (Ве
2
С , Аl
4
С
3
):
l + 3С = Аl
4
С
3
(баланс!)
Карбидите са съединения предимно с йонен характер. Карбидите, съдържащи
карбидният йон С
4
, лесно хидролизират във вода, при което се отделя метан
(наричат се още метаниди):
Аl
4
С
3
+ 12Н
2
О = 4Аl(ОН)
3
? + 3СН
4
? (метод за получаване на метан)
Въглеродът взаимодейства със силиция, при което се получава карборунд:
С + Si = SiC
Карборундът има атомна кристална решетка, подобна на диаманта, има голяма
твърдост и устойчивост на високи температури.
3. Спрямо кислорода - въглеродът се отнася като редуктор. При пълно
горене се получава СО
2
, като се отделя голямо количество топлина:
С + О
2
= СО
2
+ Q (баланс!)
СО
2
може да се получи и при термично разлагане на карбонати:
СаСО
3
t
СаО + СО
2
?
или при разтварянето им в киселини:
СаСО
3
+ 2НСl = СаСl
2
+ Н
2
О + СО
2
?
СО
2
се разтваря значително във вода и взаимодейства с нея, като се образува
слабата двуосновна въглеродна киселина Н
2
СО
3
. Н
2
СО
3
се дисоциира на две
степени:
H
2
CO
3
+ H
2
O H
3
O
+
+ HCO
3
HCO
3
+ H
2
O H
3
O
+
+ CO
3
2
СО
2
не поддържа горенето - по-тежък е от въздуха, поради което се използва в
противопожарната техника. Малки количества СО
2
, разтворени в кръвта,
възбуждат работата на дихателния център, поради което минимално количество
от този газ трябва да присъства във въздуха. По-големи количества от него
действат задушаващо.
Поради значителната си плътност СО
2
се натрупва в по-ниските слоеве на
атмосферата и пречи на свободния топлообмен на Земята с космическото
пространство. Това е т.нар. “парников ефект”, който води до бавно повишаване
температурата на Земята с фатални екологични последици.
При непълно горене на С се получава въглероден оксид СО.
2
СО е безцветен газ, слабо разтворим във вода и не взаимодейства с нея - т.е.
той е неутрален оксид. Силно отровен е и е особено опасен, защото няма
характерна миризма и отравянето с него може да стане неусетно и необратимо.
Промишлено СО се получава при превръщане на твърдото гориво в газово -
т.нар. “газификация на въглищата. Това става при непълно горене на
въглищата, при което в сместа кислород-въглерод се осъществяват процесите:
С + О
2
= СО
2
+ Q
2С + О
2
= 2СО + Q
2СО + О
2
= 2СО
2
+ Q
С + СО
2
2СО - Q
По-ефективното използване на въглищата води до получаването на т.нар.
“воден газ” - чрез продухване на нагрята водна пара над нажежени въглища:
С
(тв)
+ Н
2
О
(г)
СО
(г)
+ Н
2(г)
- Q
Водният газ е с по-висока калоричност, поради наличието на две “горливи”
компоненти - СО
(г)
+ Н
2(г)
.
Основната химическа функция на СО е редукционната, при което той отнема
кислород и се превръща във СО
2
.
Така например той широко се използва като редуктор в металургията за
получаване на метали от техните оксиди:
Fe
2
O
3
+ 3CO = 2Fe + 3CO
2
(баланс!)
Взаимодейства и с други окислители - напр. Cl
2
, при което се получава
карбонилхлорид по уравнението:
CO + Cl
2
COCl
2
Карбонилхлоридът има тривиално наименование “фосген” и представлява
бойно отровно вещество.
4. Спрямо по-електроотрицателни елементи.
Въглеродът реагира с всички халогенни елементи и образува съединения с обща
формула СX
4
:
С + 2X
2
= СX
4
(баланс!)
Стабилността на тези съединения намалява от флуор към йод. Особено важни
са тетрахлорометанът СCl
4
(добър органичен разтворител) и
тетрафлуорометанът СF
4
(за получаване на полимеризиран тетрафлуороетен -
2
F
4
)
n
- т.нар. “тефлон”).
При висока температура С се съединява със сярата:
С + 2S = СS
2
(баланс!)
Получава се сяровъглерод, който е много добър и широко използван органичен
разтворител.
III. ЗНАЧЕНИЕ И УПОТРЕБА.
Въглеродът е най-важният в биологично отношение елемент. Неговите
съединения се формират и разрушават при всички процеси, свързани със
зараждането, развитието и умирането на живите организми.
Добрите редукционни свойства на С се използват в металургията за получаване
на метали от техни окиси:
CuО + С = СО + Cu (баланс!)
Други подробности по употребата и значението на С - в Учебника за 8 кл.
СИЛИЦИЙ
Това е вторият (след кислорода) по разпространение на Земята химичен
елемент. Като SiО
2
(кварц) той влиза в състава на много минерали (силикати) и е
основен елемент в литосферата.
I. ПОЛУЧАВАНЕ.
1. Промишлено - при редукция на кварцов пясък (SiО
2
) с въглерод:
SiО
2
+ 2С = 2СО + Si (баланс!)
3

Това е само предварителен преглед

За да разгледате всички страници от този документ натиснете тук.

4А група на периодичната система

В IV А група влизат елементите: въглерод С , силиций Si, германий Gе, калай Sn и олово Рb. Електронната конфигурация на последния електронен слой...
Изпратен от:
saliva
на 2007-02-10
Добавен в:
Уроци
по Химия
Статистика:
1,584 сваляния
виж още
Изтегли
Материалът се намира в следните категории:
Уроци по Химия рядко сваляни с 6 страници от преди повече от година Други от Ученици
 
Подобни материали
 

Значение на халогенните елементи

18 мар 2012
·
156
·
10
·
567
·
586
·
76

Презентация по химия...
 

Значение на халогенните елементи

29 фев 2012
·
149
·
11
·
473
·
583
·
138

Флуорът е химичен елемент от 7а група. Има пореден номер 9. Флуорът под формата на калциев флуорид е открит през 1529г. от Геормус Агрикола. Калциевият флуорид е вещество, използвано за подпомагане на...
 

Значение на халогенните елементи

14 дек 2011
·
128
·
11
·
462
·
75

Флуорът е химичен елемент от 7а група. Има пореден номер 9. флуорът под формата на калциев флуорид е открит през 1529г. от геормус агрикола...
 

Переодичен закон

21 мар 2008
·
112
·
2
·
321
·
95
·
6
·
1

С развитието на естествознанието през 19в. броят на новооткритите хим. елементи рязко нараства. Налага се изучаване на свойствата им и тяхното подреждане. През 1869г. Д.И.Менделеев изгражда таблица на химичните елементи подреждайки ги...
 

Въглехидрати

07 апр 2011
·
114
·
8
·
2,934
·
234
·
23

Въглехидратите са голяма група органични съединения, които имат първостепенно биохимично значение и са най- разпространени в живата природа. Наименованието въглехидрати е възникнало заради това, че съставът на молекулите на голяма част...
 
Онлайн тестове по Химия
Химия
входен тест по Химия за Ученици от 10 клас
Входящ тест по химия, съдържащ 21 въпроса от материала за девети клас. Всички въпроси са затворени и изискват един верен отговор.
(Лесен)
21
31
1
1 мин
18.01.2015
Халогенна група
тематичен тест по Химия за Ученици от 7 клас
Тест върху свойствата на халогенните елементи. Всеки въпрос има само един верен отговор.
(Лесен)
15
147
9
1 мин
04.12.2015
» виж всички онлайн тестове по химия

4А група на периодичната система

Материал № 17299, от 10 фев 2007
Свален: 1,584 пъти
Прегледан: 831 пъти
Качен от:
Предмет: Химия
Тип: Урок
Брой страници: 6
Брой думи: 1,167
Брой символи: 10,827

Потърси помощ за своята домашна:

Имаш домашна за "4А група на периодичната система"?
Намери бързо решение, с помощтта на потребители на Pomagalo.com:

Намери частен учител

Зинаида Барзева
преподава по Химия
в град София
с опит от  14 години
85 13

Силвия Барутчиева
преподава по Химия
в град Кърджали
с опит от  16 години
128 13

виж още преподаватели...
Последно видяха материала
Сродни търсения