22.Соединения углерода с азотом и серой: циан, цианистоводородная кислота, цианиды, общая характеристика галогенидов элементов iva группы.

Углерод и азот способны образовывать прочные ковалентные связи, присутствующие в дициане (CN)2, синильной кислоте HCN и ее солях цианидах, цианат- и изоцианат-ионах, а также нитриде углерода C3N4.

Нитрид углерода образуется в виде желтой аморфной массы при термическом разложении роданида ртути:

2Hg(SCN)2 = CS2+ 2HgS + C3N4

Он химически инертен, а в кристаллическом виде по твердости превосходит алмаз. Из халькогенидов элементов 4-й группы наибольшее значение имеют сульфиды. Дисульфиды известны для всех элементов за исключением свинца, в то же время для углерода и кремния не получены моносульфиды. В ряду халькогенидов при повышении степени окисления металла наблюдается понижение устойчивости и усиление кислотных свойств. Среди сульфидов наиболее важен сероуглерод CS2 — бесцветная летучая жидкость, малорастворимая в воде, токсичная и очень огнеопасная. Молекула CS2 подобно С02 имеет линейное строение. Сероуглерод — эффективный растворитель неполярных веществ, в нем хорошо растворяются белый фосфор, сера, иод. Сероуглерод получают каталитической реакцией паров серы с природным газом

СН4 + 4S = CS2 + 2H2S

Подобно С02 сероуглерод реагирует с растворами щелочей, образуя карбонаты и тиокарбонаты:

3CS2 + 6NaOH = Na2C03 + 2Na2CS3 + 3H20

CS2 взаимодействует с растворами сульфидов щелочных и щелочноземельных металлов:

CS2 + Na2S = Na2CS3

Большое количество сероуглерода используется в производстве вискозы и при вулканизации каучука.

Галогениды элементов IVA группы. Соединения получают прямым синтезом при избытке галогена. Для углерода такая реакция возможна только с фтором. Тетрафторуглерод получают либо фторированием карборунда SiC фтором, либо в результате реакции С02, СО или СОС12 с тетрафторидом серы SF4.

Химическая инертность и стабильность CF4 по сравнению с СН4 усиливаются из-за большей прочности связей С—F. Поэтому фторуглероды устойчивы к действию кислот, щелочей, окислителей, восстановителей.

Полимеризацией тетрафторэтилена C2F4 синтезируют химически инертный пластик — тефлон — с очень низким коэффициентом трения. Тетрахлорид углерода (четыреххлористый углерод) — обычный негорючий растворитель — в промышленности получают взаимодействием сероуглерода или СН4 с хлором:

CS₂ + 3C1₂ = СС1₄ + S₂C1₂

Тетрахлоруглерод СС14—удобный хлорирующий реагент для получения хлоридов металлов из их оксидов:

А1203 + ЗСС14= 2А1С13 + ЗСОС12

Тетрахлоруглерод идет на производство фреонов, но из-за разрушающего воздействия фреонов на озоновый слой и токсичности самого СС14 использование последнего ограничено. Кремний образует галогениды SiX4 со всеми галогенами: от газообразного SiF4 до твердого Sil4. В бесцветных SiX^ прослеживается постепенное

повышение температуры плавления и температуры кипения с ростом молекулярной массы. Бесцветные летучие тетрагалогениды кремния получают взаимодействием кремния или карбида SiC с галогенами. Они состоят из молекул, имеющих форму правильного тетраэдра. В отличие от тетрагалогенидов углерода

соединения SiX4 координационно ненасыщенны, поэтому быстро и полностью гидролизуются водой (кроме SiF4) с выделением Si02 • яН20. С хлоридами щелочных металлов они не реагируют. При пропускании над нагретым кремнием сухого хлороводорода образуется силикохлороформ SiHCl3 — бесцветная подвижная жидкость:

Si + ЗНС1 > SiHCl3 + Н2

Силикохлороформ является сильным восстановителем и выделяет водород из воды:

SiHCl3 + 2Н20 = Si02 + 3HC1 + Н2Т

Тетрафторид SiF4 при растворении в воде частично гидролизуется, а частично реагирует с выделяющимся фтороводородом:

2SiF4 + (п + 2)Н20 = H2SiF6 + SiOr nH2Ol + 2HF

Образующаяся при этом кремнефтористоводородная кислота H2[SiF6] может быть выделена из растворов в виде малоустойчивых кристаллогидратов. Это сильная (за счет индукционного эффекта атомов фтора) двухосновная кислота Гексафторосиликаты однозарядных катионов малорастворимы в воде, а двух- и трехзарядных катионов обладают высокой растворимостью, их используют для фторирующей переработки некоторых минералов.