74. Гидриды типы эн4 в ряду сн4 – PbH4

Образование летучих водородных соединений характерно для неметаллов. Поскольку в данном ряду: C,Si,Ge,Sn,Pb металлические свойства элементов усиливаются, происходит ослабление устойчивости их водородных соединений.

Ввиду близости значений ЭО связи Э-Н являются ковалентными, малополярными. Гидриды ЭН4 при обычных условиях представляют собой газы, плохо растворимые в воде

СН4 - метан; SiH4 - силан; GeH4 - герман; SnH4 - станнан; PbH4 - не получен.

Прочность молекул ↓

Химическая активность ↑

Восстановительная способность ↑

Метан химически малоактивен, остальные гидриды очень реакционноспособны, они полностью разлагаются водой с выделением водорода:

ЭН4 + 2Н2O = ЭO2 + 4Н2↑

ЭН4 + 6Н2O = Н2[Э(ОН)6] + 4Н2↑

Способы получения

Гидриды ЭН4 получают косвенным путем, так как прямой синтез из простых веществ возможен только в случае СН4, но и эта реакция протекает обратимо и в очень жестких условиях.

Обычно для получения гидридов используют соединения соответствующих элементов с активными металлами, например:

Аl4С3 + 12Н2O = ЗСН4↑ + 4Al(OH)2

Mg2Si + 4HCl = SiH4↑ + 2MgCl2

75. Кислород содержащие соединения углерода

В соединениях с кислородом атомы углерода проявляют, как правило, устойчивую положительную степень окисления +4.Наиболее важными в практическом отношении являются диоксид углерода СО2 и соли несуществующей в свободном состоянии угольной кислоты - карбонаты.

Кроме того, есть небольшая группа килородсодержащих соединений углерода, в которых он имеет степень окисления +2. Это монооксид углерода СО и его производные.

Оксид углерода (II) – газ без цвета и запаха, плоха растворим в воде, ядовит. Получил тривиальное название – угарный газ.

Получение CO осуществляют обезвоживанием муравьиной кислоты, которое происходит под воздействием серной кислоты:

HCOOH = CO + H2O

При обычных условиях оксид углерода (II) не взаимодействует с водой, кислотами и щелочами, т.е. является несолеобразующим. Однако, при пропускании СО через расплав щелочи вод давлением происходит следующая реакция:

CO + NaOH = HCOONa

На воздухе СО горит синим пламенем:

2CO + O2 = 2CO2

СО проявляет восстановительные свойства – поскольку углерод повышает свою степень окисления до «+4». Так, СО способен восстанавливать металлы из их оксидов:

NiO + CO = Ni + CO2 (реакция протекает при нагревании)

Оксид углерода (IV) – газ без цвета и запаха, хорошо растворим в воде. Получил тривиальное название – углекислый газ.

Выделяют промышленные и лабораторные способы получения углекислого газа. Так, в промышленности его получают обжигом известняка (1), а в лаборатории – действием сильных кислот на соли угольной кислоты (2):

CaCO3 = CaO + CO2 (реакция протекает при нагревании) (1)

CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O (2)

Углекислый газ – типичный кислотный оксид. Он реагирует с основными и амфотерными оксидами и основаниями, образуя соли угольной кислоты – карбонаты:

CO2 + CaO = CaCO3

Al2O3 + 3CO2 = Al2(CO3)3

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O

Последняя реакция является качественной на углекислый газ – помутнение известковой воды за счет образования белого осадка карбоната кальция.

При растворении углекислого газа в воде частично образуется угольная кислота – H2CO3, при этом в растворе возможно существование следующих равновесий:

H2O + CO2↔H2CO3↔H+ + HCO3—↔2H+ + CO32-

Угольная кислота – очень слабая, она неустойчива и разлагается на углекислый газ и воду. В связи с возможностью равновесий, указанных выше, угольная кислота образует два типа солей – средние – карбонаты (кислотный остаток — CO32-) и кислые – гидрокарбонаты (кислотный остаток — HCO 3—). Качественная реакция на эти соли – выделение углекислого газа при действии на них сильных кислот:

Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2↑ + H2O

Соли угольной кислоты могут быть получены действием CO2 на щелочи или по обменной реакции между растворимыми солями угольной кислоты и солями других кислот:

NaOH + CO2 = NaHCO3

NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O

BaCl2 + Na2CO3 = BaCO3↓ + 2NaCl

Все карбонаты, за исключением карбонатов щелочных металлов, при нагревании подвергаются разложению на CO2 и соответствующие оксиды:

MgCO3 = MgO + CO2↑

CaCO3 = CaO + CO2↑

Гидрокарбонаты при нагревании переходят в карбонаты:

2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2↑ + H2O