
- •IV группа главная подгруппа
- •Нахождение в природе
- •Физические свойства углерода
- •Получение алмазов
- •Химические свойства
- •Карбиды
- •Сравнительная характеристика водородных соединений элементов IV группы главной подгруппы
- •Строение и свойства гидридов элементов IV группы
- •Кислородные соединения углерода
- •Получение
- •Химические свойства
- •Получение
- •Химические свойства
- •Соединения углерода
- •Парниковый эффект
- •Кремниевые кислоты и силикаты
- •Применение
- •Германий, олово, свинец Нахождение в природе
- •Получение
- •Физические свойства
- •Химические свойства
- •Соединения германия, олова, свинца
- •Применение
Германий, олово, свинец Нахождение в природе
Содержание в земной коре: германий – 10–4%, олово – 8 10–3%, свинец – 1,6 10–3%. Это малораспространенные элементы. Олово и свинец были известны еще до новой эры. Германий открыли в конце XIX в.
Сульфид германия GeS2 встречается как примесь к сульфидам цинка, меди, серебра. Источником соединений германия служит зола некоторых сортов каменного угля. Важнейшие минералы олова и свинца: SnО2 – касситерит (оловянный камень) и PbS – галенит (свинцовый блеск). Свинец – продукт радиоактивного распада урана и тория.
Получение
Начальная стадия производства германия – извлечение его соединений из природных образований (отходы цинкового производства). Германий восстанавливают водородом из оксидов:
Для получения германия высокой чистоты используют зонной плавки. Производство олова и свинца включает стадию обогащения руды, проводимую обычно методом флотации. Олово также получают восстановлением его оксида олова (IV):
Для получения свинца сначала подвергают обжигу его сульфид:
Затем восстанавливают PbO оксидом углерода:
Физические свойства
Германий – хрупкое с металлическим блеском вещество. По свойствам занимает промежуточное положение между металлами и неметаллами.
Олово – серебристо-белый легкоплавкий металл при обычных условиях. При температурах ниже 13 °С устойчиво -Sn, хрупкое и твердое. В области температур 14 – 173 °С существует β-Sn – металлическое олово. Третья форма γ-Sn устойчива выше 173 °С.
Свинец – мягкий легкоплавкий металл с голубоватым оттенком.
Рассматриваемые
элементы отличаются от углерода (и
отчасти от кремния) тем, что образование
их многих химических соединений описывает
sp3d2-гибридизация.
Для этих элементов характерны
октаэдрические комплексы. Примерами
таких комплексов являются
,
,
,
.
Химические свойства
Отличие свинца от германия и олова проявляется во взаимодействии с концентрированной азотной кислотой:
германиевая кислота
β-оловянная кислота
(получающиеся
кислоты фактически имеют состав (
)
Взаимодействие олова с очень разбавленной азотной кислотой протекает по уравнению реакции:
С кислотами, не являющимися окислителями, германий не взаимодействует, а олово реагирует с выделением водорода:
Соляная и разбавленная серная кислоты пассивируют свинец за счет образования нерастворимых в воде пленок РbС12 и PbSО4. Оксидная пленка на свинце рыхлая и не защищает металл от воздействия окислителей. Поэтому свинец хорошо растворяется в кислотах, анионы которых не образуют с ним труднорастворимых солей, например, в HNО3 и СН3СООН:
С растворами щелочей олово и свинец реагируют лишь при нагревании, образуя соответствующие гидроксокомплексы:
тетрагидроксостаннит калия
Эта реакция подтверждает амфотерную природу олова и свинца. Германий взаимодействует со щелочами только в присутствии окислителей: