3.2. Химические свойства простых веществ

Взаимодействие со щелочами: кремний и олово

Si + 4NaOH = Na₄SiO₄ + 2H₂

tC

Sn + 2NaOH + 2H₂O = Na₂[Sn(OH)₄] + H₂

Взаимодействие с кислотами: как правило, кислоты-окислители

C + 4HNO₃ (конц.) = CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

3Si + 4HNO₃ (конц.) + 18HF (конц.) = 3H₂[SiF₆] + 4NO + 8H₂O (без HF реакция идет очень медленно из-за образования малорастворимого SiO₂)

Sn + 2H⁺ = Sn²⁺ + H₂ (олово в ряду напряжений стоит до водорода, но процесс протекает очень медленно, так как E⁰ (Sn²⁺/Sn) = –0.14 В

3Pb + 8HNO₃ (30%) = 3Pb(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

4. Водородные соединения кремния, германия и олова

4.1. Особенности:

а) сильные восстановители;

б) устойчивость и склонность к образованию соединений X_nH_2n+2 с большим n резко падает от кремния к олову.

в) получение – только косвенным путем.

Si_nH_2n+2 – силаны – аналоги алканов

Синтез: 4Mg + SiO₂ = Mg₂Si + 2MgO (сплавление)

Mg₂Si + 4HCl = 2MgCl₂ + SiH₄

4.2. Свойства:

а) самовоспламеняются на воздухе SiH₄ + 2O₂ = SiO₂ + 2H₂O

б) взаимодействуют с водой SiH₄ + 2H₂O = SiO₂ + 4H₂

в) склонны к диссоциации на простые вещества – это используется для очистки кремния

5. Наиболее распространенные оксиды элементов группы углерода.

Таблица 17.2. Оксиды элементов группы углерода.

Оксид	Физические св-ва	Синтез	Отношение к воде
CO	Бесцветный газ	HCOOH = CO + H2O H2C2O4 = CO + CO2 + H2O В обоих случаях tC и H2SO4 (конц.) C + H2O = CO + H2 (синтез-газ) 2С + O2 = 2CO (неполное сгорание)	Не взаимодействует
CO2	Бесцветный газ	C + O2 = CO2	CO2 + H2O   CO2●H2O  H2CO3  H++HCO3–
SiO2	Белое твердое тугоплавкое вещество	Один из самых распространенных в природе минералов	Не взаимодействует
GeO2	Белое твердое вещество	tC Ge + O2 = GeO2	Не взаимодействует
SnO	Сине-черное твердое вещество	Sn(OH)2 = SnO + H2O SnC2O4 = SnO + CO + CO2 В обоих случаях tC и Ar	Не взаимодействует
SnO2	Белое твердое тугоплавкое вещество	Основной минерал олова	Не взаимодействует
PbO	Красное или желтое твердое вещество	tC 2PbS + 3O2 = 2PbO + 2SO2	Не взаимодействует
Pb3O4	Оранжево-красный порошок	3Pb + 2O2 = Pb3O4 (500C)	Не взаимодействует
PbO2	Коричнево-бордовый порошок	PbO + NaOCl = PbO2 + NaCl Pb3O4+4HNO3 = PbO2+2Pb(NO3)2 + + 2H2O	Не взаимодействует

П римечания:

• молекула CO очень прочна, ее строение может быть представлено в виде

• CO проявляет донорные свойства и со многими металлами образует карбонилы M_x(CO)_y.

• молекула CO₂ линейна и неполярна, поэтому CO₂ в меньшей степени, чем SO₂, взаимодействует с водой.

• Для SiO₂ известно множество полиморфных модификаций (кварц, кристобалит, тридимит и т.д.)

• Красная и желтая формы PbO имеют одинаковую структуру и различаются только размером частиц.

• Pb₃O₄ (сурик) можно рассматривать как двойной оксид свинца Pb₂⁺²Pb⁺⁴O₄