Свойства р-элементов IV группы

Электронные конфигурации элементов. Характерные степени окисления. Сопоставление устойчивости высших и низших степеней окисления в ряду углерод–свинец. Характер изменения величин радиусов атомов, энергии ионизации. Способность к образованию гомоцепей. Общая характеристика свойств гидридов типа ЭН₄, кислотно-основных свойств оксидов и гидратов оксидов со степенью окисления +2, +4.

Углерод, нахождение в природе. Аллотропные модификации углерода: алмаз, графит, карбин, фуллерен, их строение, тип гибридизации. Химические свойства углерода.

Карбиды. Классификация карбидов по типу химической связи. Гидролиз карбидов. Получение и применение карбидов. Карборунд.

Углеводороды. Тип гибридизации атома углерода в метане, этилене, ацетилене. Оксид углерода (II). Получение. Строение молекулы СО с позиций метода ВС и МО. Объяснение сходства физических свойств оксида углерода (II) и азота. Взаимодействие СО с хлором, аммиаком, щелочами. Восстановительные свойства СО. Молекула СО в качестве лиганда в комплексных соединениях. Карбонилы металлов. Оксид углерода (IV). Строение молекулы, получение СО₂. Взаимодействие его с водой, аммиаком, растворами щелочей. Карбамид. Угольная кислота и ее соли. Строение иона СО₃^2–. Карбонаты, гидрокарбонаты, термическая устойчивость, гидролиз.

Цианид водорода, получение. Синильная кислота. Комплексные соединения, содержащие цианид-ион.

Соединения углерода с галогенами. Термическая устойчивость и гидролиз.

Кремний, нахождение в природе, получение, отношение к кислороду, галогенам, металлам, кислотам и щелочам. Соединения с водородом, получение, свойства. Галогениды кремния, получение, гидролиз. Гексафторокремниевая кислота.

Оксид кремния (IV). Кремнекислородный тетраэдр как основа кислородных соединений кремния. Химические свойства SiO₂. Кислоты кремния, структура и свойства. Соли – орто-, мета- и полисиликаты. Реакции, лежащие в основе получения стекла. Жидкое стекло.

Германий, олово, свинец. Общая характеристика элементов, химические свойства, отношение к кислотам и щелочам. Оксиды элементов (II) и (IV), гидроксиды (II) и (IV), их получение и свойства. Сопоставление устойчивости, кислотно-основных свойств и окислительно-восстановительных свойств оксидов и гидратов оксидов со степенью окисления +2, +4. Станниты, станнаты, плюмбиты и плюмбаты. Сурик, окислительные свойства.

Вопросы и задачи:12, с. 8, № 1–149.

1. К 500 мл 18%-ного рaствора K₂CO₃ (r=1,19 г/см³) прилили 200 мл воды. Определить молярную концентрацию полученного раствора. (Ответ: С = 1,11 моль/л)

2. Вычислить D G процессов разложения карбонатов s-элементов II группы. На основании полученных величин расположить карбонаты в ряд по их устойчивости.

3. При нагревании смеси при некоторой температуре установилось равновесие: (СО₂) + (Н₂) ↔ (СО) + (Н₂О). Константа равновесия равна 2. В каких объемных отношениях были взяты СО₂ и Н₂, если к моменту равновесия прореагировало 40% СО₂?

(Ответ: V (CO₂): V (H₂) = 15: 8)

4. При какой молярной концентрации уксусной кислоты в растворе степень диссоциации равна 0,01? При какой концентрации αувеличится в два раза?

(Ответ: С ₁ = 0,18 моль/л; С ₂ = 0,045 моль/л)

5. Во сколько раз уменьшится растворимость карбоната стронция в результате добавления к 1 л его насыщенного раствора 0,2 моль карбоната натрия? (Ответ: в 5 ^. 10³ раз)

6. Оценить значение рН (<7 или >7) в 0,1 н. растворе гидрокарбоната натрия.

(Ответ: рН >7)

7. При какой концентрации карбонат-ионов начнется выпадение осадка карбоната цинка из 0,1 М раствора [Zn(NH₃)₄]SO₄, содержащего 1 моль аммиака в 1,5 л раствора?

(Ответ: С = 0,347 моль/л)

8. Закончить уравнения реакций. Для б) определить D G реакции: а) KMnO₄ + PbO + KOH→; б) PbO₂ + CrCI₃ + H₂SO₄→. (Ответ: D G = –202,65 кДж)

9. Составить схему и рассчитать ЭДС гальванического элемента, состоящего из свинцового электрода, опущенного в насыщенный раствор PbS, и водородного электрода, опущенного в 0,1 М раствора синильной кислоты (Т = 298 К). (Ответ: D Е = 0,25 В)

10.Определить интервал напряжений, при которых из 1М раствора нитрата олова (II) (рН=1) можно выделить на черненой платине водород без выделения металлического олова (Т = 298 К). (Ответ: U = 1,56 – 1,67 В)

Литература: 1, с. 421–470; 2, с. 361–395.