Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
химка.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
179.26 Кб
Скачать

23. Общая характеристика элементов ivа группы, положение в Периодической системе, строение и

размер атомов, физические и химические (окислительно-восстановительные) свойства простых

веществ. Нахождение в природе.

Главную подгруппу четвертой группы периодической системы образуют пять элементов — углерод, кремний, германий, олово и свинец. При переходе от углерода к свинцу размеры атомов возрастают. Поэтому следует ожидать, что способность к присоединению электронов, а следовательно, и неметаллические свойства будут при этом ослабевать, легкость же отдачи, электронов - возрастать. Действительно, уже у германия проявляются металлические свойства, а у олова и свинца они преобладают над металлическими. Таким образом, только первые два члена описываемой группы являются неметаллами, германий причисляют и к металлам, и к неметаллам, олово и свинец - металлы.

Для элементов рассматриваемой группы характерны степени окисления +2 и +4.

164. Химические свойства углерода. Карбиды. При низких температурах и уголь, и графит и, в особенности, алмаз инертны. При нагревании их активность увеличивается: уголь легко соединяется с кислородом и служит хорошим восстановителем. Важнейший процесс металлургии — выплавка металлов из руд — осуществляется путем восстановления оксидов металлов углем (или монооксидом углерода).

С кислородом углерод образует диоксид (или двуокись) угле­рода СО2, часто называемый так же углекислым газом, и оксид углерода (II),или моноокись углерода, СО.

При очень высоких температурах углерод соединяется с водо­родом, серой, кремнием, бором и многими металлами; уголь всту­пает в реакции легче, чем графит и тем более алмаз.

Соединение углерода с металлами и другими элементами, ко­торые по отношению к углероду являются электроположнтельными, называются карбидами. Их получают прокаливанием металлов или их оксидов с углем.

Диоксид углерода. Угольная кислота. Диоксид углерода СО2 постоянно образуется в природе при окислении органических веществ (гниение растительных и животных остатков, дыхание, сжигание топлива). В больших количествах он выделяется из вул­канических трещин и из вод минеральных источников.

В лабораториях диоксид углерода обычно получают, действуя на мрамор СаСО3 соляной кислотой в аппарате Кипа:

СаСО3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑

В промышленности большие количества диоксида углерода получают при обжиге известняка:

CаCO3 = CаO + CO2↑

Угольная кислота H2CO3 может существовать только в водном растворе. При нагревании раствора диоксид углерода улетучивается, равновесие образования H2CO3 смещается влево, и в конце концов остается чистая вода.

Соли угольной кислоты могут быть получены или действием диоксида углерода на щелочи, или путем обменных реакций между растворимыми солями угольной кислоты и солями других кислот. Например:

NaOH + CO2 = NaHCO3

NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O

BaCl2 + Na2CO3 = BaCO2↓ + 2NaCl

Оксид углерода(II), или монооксид углерода, СО — бесцветный ядовитый газ, конденсирующийся в жидкость только при -192°С и затвердевающий при -205°С. В воде оксид углерода растворим очень мало и не вступает с ней в химическое взаимодействие.

Топливо и его виды. Нефть, природный газ, каменный уголь, а также многие соединения углерода играют важнейшую роль в современной жизни, как источники получения энергии. При горении угля и углеродсодержащих соединений выделяется теплота, которая используется для производственных процессов, отоп­ления, приготовления пищи. Большая же часть получаемой теп­лоты превращается в другие виды энергии и затрачивается на совершение механической работы.