Электронное строение и общая характеристика

Р-ЭЛЕМЕНТЫ V ГРУППЫ

Германий. Олово. Свинец

Кремний

Кремний - один из самых распространённых в земной коре элементов. В природе кремний встречается в виде SiО₂ – диоксида кремния (кремнезём, песок, кварц) или в виде различных алюмосиликатов, например, каолина (А1₂О₃·2SiО₂·2Н₂О), состав­ляющего основу различных глин.

Чистый кремний - кристаллическое вещество со стальным блеском. Об­ласть применения - радиоэлектроника (полупроводниковая техника).

Кремний энергично взаимодействует с растворами щелочей с образованием силикатов и выделением водорода

Si + 2 КОН + Н₂О = К₂ SiО₃ + 2 Н₂↑.

Диоксид кремния (SiО₂) - кислотный оксид, непосредственно с водой не взаимодействует. Ему соответствуют слабые малорастворимые в воде крем­ниевые кислоты. Из солей кремниевых кислот (силикатов) растворимы лишь силикаты калия и натрия (жидкое стекло.

В ряду Gе – Sn –Рb наблюдается усиление металлических свойств. Данные элементы проявляют в своих соединениях степени окисления +2 и +4. Для свинца более устойчива степень окисления окисле­ния +2, поэтому соединения в степени окисления +4 обладают сильными окислительными свойствами:

РbО₂ + 4НСl = РbСl₄ + 2Н₂О,

РbСl₄ = РbСl₂ + Сl₂↑.

Как отмечено ранее, данные металлы являются амфотерными, т.е взаимодействуют с кислотами и щелочами:

Sn + 4Н₂SО₄ + 2 Н₂О = Sn(SО₄) ₂ + SО₂ + H₂О↑,

Sn + 2 КОН + 2 Н₂О = К₂[Sn(ОН)₄] + H₂↑.

Взаимодействие свинца в разбавленных Н₂SО₄ и НС1 затруднено из-за образования на его поверхности малорастворимых РbSО₄ и РbС1₂.

Германий обладает полупроводниковыми свойствами и на этом основано его основное применение.

Олово очень пластично и легко прокатывается в тонкие листы, называемые оловянной фольгой или станиолем.

Применение свинца разнообразно: пластины аккумуляторов, аппаратура на сернокислотных заводах, боеприпасы и дробь, припой, сплав для подшибников и типографский сплав (гарт).

ЛЕКЦИЯ № 19

«СВОЙСТВА Р-ЭЛЕМЕНТОВ

V и VI ГРУПП»

В главную подгруппу V группы входят элементы: азот (N), фосфор (Р), мышьяк (Аs), сурьма (Sb) и висмут (Вi). На внеш­нем энергетическом уровне атомов этих элементов на­ходятся по пять электронов. Электронная формула валентной зоны атомов имеет вид – ns²np³, а энергетическая диаграмма соответственно вид, представленный на рис. 1.

Рисунок 1. Энергетические диаграммы валентных зон р-элементов V группы

Из рисунка 1 видно, что данные элементы могут быть трех и пяти валентны. Максимальная валентность азота равна четырем (три связи могут быть образованы по обменному механизму и одна – по донорно-акцепторному).

Основные степени окисления данных элементов -3, 0, +3 и +5. При этом для азота возможны все степени окисления: -3; -2; -1; 0; +1; +2; +3; +4; +5. Для висмута наиболее устойчивая степень окисления +3, поэтому соединения Вi⁺⁵ обладают сильными окислительными свойствами.

В подгруппе с увеличением порядкового номера уменьшаются неметалли­ческие свойства и усиливаются металлические. Сурьма относятся к металлам, так как имеют характерный металлический блеск и присущую металлам электро- и теплопроводность.