ГлавнаяХимия14(IVa) группа

Химия - это просто

Популярно о химии
Что такое химия
Периодическая таблица:
· · Атомы 1(Ia) группы
· · Атомы 2(IIa) группы
· · Атомы 13(IIIa) группы
· · Атомы 14(IVa) группы
· · Атомы 15(Va) группы
· · Атомы 16(VIa) группы
· · Атомы 17(VIIa) группы
· · Атомы 18(0) группы
· · Переходные металлы
ОБЩАЯ ХИМИЯ
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Онлайн тесты по ЕГЭ

Атомы элементов 14(IVa) группы


Элемент C Si Ge Sn Pb
Порядковый номер 6 14 32 50 82
Атомная масса (относительная) 12,011 28,0855 72,59 118,69 207,2
Плотность (н.у.), г/см3 2,25 2,33 5,323 7,31 11,34
tпл, °C 3550 1412 273 231 327,5
tкип, °C 4827 2355 2830 2600 1749
Энергия ионизации, кДж/моль 1085,7 786,5 762,1 708,6 715,2
Электронная формула [He]2s22p2 [Ne]3s23p2 [Ar]3d104s24p2 [Kr]4d105s25p2 [Xe]4f145d106s26p2
Электроотрицательность (по Поллингу) 2,55 1,9 2,01 1,96 2,33

Электронные формулы инертных газов:

атом углерода
Рис. Строение атома углерода.

В 14 группу (IVa группу по старой классификации) периодической таблицы химических элементов Д. И. Менделеева входят 5 элементов: углерод, кремний, германий, олово, свинец (см. таблицу выше). Углерод и кремний - неметаллы, германий является веществом, проявляющим металлические свойства, олово и свинец - типичные металлы.

Самым распространенным в земной коре элементом 14(IVa) группы является кремний (второй после кислорода элемент по распространенности на Земле) (27,6% по массе), далее идут: углерод (0,1%), свинец (0,0014%), олово (0,00022%), германий (0,00018%).

Однако, по важности, ни один из элементов не может составить "конкуренцию" углероду, который составляет основу жизни на Земле, образуя колоссальное количество органических соединений (см. Органическая химия). В качестве неорганики углерод встречается, как в свободном состоянии (алмаз, графит, фуллерен), так и в соединениях (карбонаты, углеводороды), а также входит в углекислый газ (массовая доля в земной атмосфере 0,012%). Подробнее см. Углерод и его соединения...

Кремний, в отличие от углерода, в свободном виде в природе не встречается, его можно найти только в связанном виде:

Подробнее см. Кремний и его соединения...

Германий, олово и свинец также в свободном виде в природе не встречаются, а входят в состав некоторых минералов:

Все элементы 14(IVa) группы в невозбужденном состоянии на внешнем энергетическом уровне имеют два неспаренных p-электрона (валентность равняется 2, например, CO). При переходе в возбужденное состояние (процесс требует энергетических затрат) один спаренный s-электрон внешнего уровня "перескакивает" на свободную p-орбиталь, образуя, таким образом, 4 "одиноких" электрона (один на s-подуровне и три на p-подуровне), что расширяет валентные возможности элементов (валентность равняется 4: например, CO2).

переход атома углерода в возбужденное состояние
Рис. Переход атома углерода в возбужденное состояние.

По вышеуказанной причине элементы 14(IVa) группы могут проявлять степени окисления: +4; +2; 0; -4.

Поскольку для "перескока" электрона с s-подуровня на p-подуровень в ряду от углерода к свинцу требуется все больше и больше энергии (для возбуждения атома углерода требуется гораздо меньше энергии, чем для возбуждения атома свинца), то углерод "охотнее" вступает в соединения, в которых проявляет валентность четыре; а свинец - два.

То же самое можно сказать и о степенях окисления: в ряду от углерода к свинцу проявление степеней окисления +4 и -4 уменьшается, а степень окисления +2 возрастает.

В начало страницы