Pročitajte također:
|
Glavna podskupina IV skupine periodnog sustava uključuje elemente: ugljik, silicij, germanij, kositar i olovo. Ugljik i silicij tipični su nemetali, dok su kositar i olovo tipični metali. Germanij zauzima srednji položaj. Na običnim temperaturama, on je poluvodič, ima atomsku kristalnu rešetku i vrlo je krhak, pokazujući nemetalna svojstva. Međutim, pri povišenim temperaturama, germanij dobiva karakteristična metalna svojstva, kao što su duktilnost i visoka električna vodljivost.
Atomi ugljika, silicija, germanija, kositra i olova u osnovnom stanju imaju sličnu strukturu vanjskog elektroničkog sloja i pripadaju p-elementima:
Si 3s23p23d0
Ge 3d104s24p24d0
Sn4d105s25p25d0
Pb 4f145d106s26p26d0
Međutim, samo su germanij, kositar i olovo potpuni elektronski analozi - imaju istu elektronsku konfiguraciju i vanjske razine i prethodne podrazine. Imaju slična kemijska svojstva.
Kako je broj nesparenih elektrona u osnovnom stanju 2, a u valentno pobuđenom stanju 4, tada su glavne valencije svih elemenata II i IV. Počevši od silicija, p-elementi skupine IV imaju prazne d-orbitale. To određuje mogućnost stvaranja veze donor-akceptorskim mehanizmom i dovodi do povećanja valencije u koordinacijskim spojevima do VI. Zbog nepostojanja d-podrazine na atomu ugljika, njegova valencija u spojevima ne može biti veća od IV, a ugljik, za razliku od Si, Ge, Sn i Pb, nije u stanju tvoriti kompleksne spojeve. Ova okolnost, kao i najmanja veličina atoma i najveća elektronegativnost ugljika, objašnjavaju zašto se kemijska svojstva ovog elementa značajno razlikuju ne samo od kemijskih svojstava germanija, kositra i olova, već i od kemijskih svojstava silicija. .
Svi elementi zbog svoje elektronske strukture i prosječnih vrijednosti elektronegativnosti imaju karakteristična oksidacijska stanja -4, +2, +4. Kao i kod svih elemenata glavnih podskupina periodnog sustava, kada se kreće od vrha prema dolje, stabilnost spojeva "ekstremnih" oksidacijskih stanja (-4 i +4) opada, a +2 oksidacijskih stanja raste.
opće karakteristikečetvrta skupina glavne podskupine:
a) svojstva elemenata s gledišta strukture atoma;
b) oksidacijska stanja;
c) svojstva oksida;
d) svojstva hidroksida;
e) vodikovi spojevi.
a) Ugljik (C), silicij (Si), germanij (Ge), kositar (Sn), olovo (Pb) - elementi 4. skupine glavne podskupine PSE. Na vanjskom elektronskom sloju atomi ovih elemenata imaju 4 elektrona: ns2np2. U podskupini s povećanjem rednog broja elementa povećava se atomski radijus, slabe nemetalna svojstva, a povećavaju metalna svojstva: ugljik i silicij su nemetali, germanij, kositar, olovo su metali.
b) Elementi ove podskupine pokazuju i pozitivna i negativna oksidacijska stanja: -4, +2, +4.
V) Viši oksidi ugljik i silicij (C02, Si02) imaju kisela svojstva, oksidi ostalih elemenata podskupine su amfoterni (Ge02, Sn02, Pb02).
d) Ugljična i kremena kiselina (H2CO3, H2SiO3) su slabe kiseline. Hidroksidi germanija, kositra i olova su amfoterni, pokazuju slaba kisela i bazična svojstva: H2GeO3= Ge(OH)4, H2SnO3=Sn(OH)4, H2PbO3=Pb(OH)4.
e) Vodikovi spojevi:
CH4; SiH4, GeH4. SnH4, PbH4. Metan - CH4 - jaka veza, silan SiH4 - slabija veza.
Sheme strukture atoma ugljika i silicija, opća i posebna svojstva.
Si 1S22S22P63S23p2.
Ugljik i silicij su nemetali, budući da se na vanjskom sloju elektrona nalaze 4 elektrona. Ali budući da silicij ima veći atomski radijus, sposobnost davanja elektrona je karakterističnija za njega nego za ugljik. Ugljik - redukcijsko sredstvo:
Ugljik je nemetal. Glavne kristalne modifikacije ugljika su dijamant i grafit.
Silicij je tamnosivi nemetal. Čini 27,6% mase zemljine kore.
Germanij je metal srebrnosive boje. Gustoća germanija u kruto stanje jednako 5,327 g / cm3, u tekućini - 5,557 g / cm3.
Kositar je kovak, lagan metal srebrnastobijele boje.
Olovo je sivi kovni metal. Element je prilično mekan, lako ga možete rezati nožem.
Flerovij je umjetni superteški radioaktivni element. Od poznatih izotopa, 289Fl je najstabilniji. Poluživot je oko 2,7 sekundi za 289Fl i 0,8 sekundi za 288Fl.
| | | | 5 |
IVA-skupina periodnog sustava elemenata D.I. Mendeljejeva su ugljik, silicij, germanij, kositar, olovo. Opća elektronska formula valentne ljuske atoma elemenata IVA skupine.
Atomi ovih elemenata imaju četiri valentna elektrona u s- i p-orbitalama vanjske energetske razine. U nepobuđenom stanju dva p-elektrona nisu sparena. Stoga u spojevima ti elementi mogu pokazivati oksidacijsko stanje +2. Ali u pobuđenom stanju, elektroni vanjske energetske razine dobivaju konfiguraciju ps1pr3, a sva 4 elektrona ispadaju nesparena.
Na primjer, za ugljik, prijelaz sa s-podrazine na p-podrazinu može se prikazati na sljedeći način.
U skladu s elektronskom strukturom pobuđenog stanja, elementi IVA skupine mogu u spojevima pokazivati oksidacijsko stanje +4. Atomski polumjeri elemenata skupine IVA prirodno rastu s povećanjem atomskog broja. U istom smjeru prirodno se smanjuju energija ionizacije i elektronegativnost.
Nakon prijelaza u skupini C--Si--Ge--Sn--Pb, uloga usamljenog elektronskog para na vanjskoj s-podrazini smanjuje se tijekom formiranja kemijske veze. Dakle, ako je za ugljik, silicij i germanij najkarakterističnije oksidacijsko stanje +4, onda je za olovo +2.
U živom organizmu ugljik, silicij i germanij nalaze se u oksidacijskom stanju +4, dok kositar i olovo imaju oksidacijsko stanje +2.
U skladu s povećanjem veličine atoma i smanjenjem ionizacijske energije pri prijelazu s ugljika na olovo, nemetalna svojstva slabe, jer se smanjuje sposobnost vezivanja elektrona i povećava lakoća njihova vraćanja. Doista, prva dva člana skupine: ugljik i silicij su tipični nemetali, germanij, kositar i olovo su amfoterni elementi s izraženim metalnim svojstvima kod potonjeg.
Jačanje metalnih svojstava u nizu C--Si--Ge--Sn--Pb također se očituje u kemijskim svojstvima jednostavne tvari. Pod normalnim uvjetima, elementi C, Si, Ge i Sn su otporni na zrak i vodu. Olovo oksidira na zraku. U elektrokemijskom nizu napona metala Ge se nalazi iza vodika, a Sn i Pb neposredno ispred vodika. Stoga germanij ne reagira s kiselinama kao što su HCl i razrijeđena H2SO4.
Elektronska struktura i veličina atoma, prosječna vrijednost elektronegativnosti objašnjavaju snagu C--C veze i sklonost ugljikovih atoma da tvore duge homolance:
Zbog srednje vrijednosti elektronegativnosti, ugljik stvara niskopolarne veze s vitalnim elementima - vodikom, kisikom, dušikom, sumporom itd.
Kemijska svojstva kisikovih spojeva ugljika i silicija. Među anorganskim spojevima ugljika, silicija i njihovih analoga za liječnike i biologe najveći su interes kisikovi spojevi ovih elemenata.
Ugljikov (IV) i silicijev (IV) oksid EO2 su kiseli, a njihovi odgovarajući hidroksidi H2EO3 su slabe kiseline. Odgovarajući oksidi i hidroksidi preostalih elemenata IVA skupine su amfoterni.
CO2 ugljikov dioksid. stalno se stvara u tkivima tijela u procesu metabolizma i ima važnu ulogu u regulaciji disanja i cirkulacije krvi. Ugljični dioksid je fiziološki stimulans respiratornog centra. Velike koncentracije CO2 (preko 10%) uzrokuju tešku acidozu – pad pH krvi, jaku zaduhu i paralizu respiratornog centra.
Ugljikov dioksid se otapa u vodi. U ovom slučaju u otopini nastaje ugljična kiselina:
H2O + CO2? H2CO3
Ravnoteža je pomaknuta ulijevo, pa je većina ugljičnog dioksida u obliku CO2 H2O hidrata, a ne H2CO3. Ugljična kiselina H2CO3 postoji samo u otopini. Odnosi se na slabe kiseline.
Kao dvobazna kiselina H2CO3 tvori srednje i kisele soli: prve se nazivaju karbonati: Na2CO3, CaCO3 su natrijevi i kalcijevi karbonati; drugi - bikarbonati: NaHCO3, Ca (HCO3) 2 - natrijevi i kalcijevi bikarbonati. Svi bikarbonati su visoko topljivi u vodi; od srednje soli topivih karbonata alkalijski metali i amonij.
Otopine soli karbonska kiselina zbog hidrolize imaju alkalnu reakciju (pH>7), npr.
Na2CO3 + HOH? NaHCO3 + NaOH
CO32- + HOH? HCO3- + OH-
Hidrogen-karbonatni puferski sustav (H2CO3--HCO3-) služi kao glavni puferski sustav krvne plazme, osiguravajući održavanje acidobazne homeostaze, konstantan pH krvi od oko 7,4.
Budući da hidroliza karbonata i bikarbonata proizvodi alkalno okruženje, ti se spojevi koriste u medicinskoj praksi kao antacidi (neutraliziraju kiselinu) za povećanu kiselost želučanog soka. To uključuje natrijev bikarbonat NaHCO3 i kalcijev karbonat CaCO3:
NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2
Silikatnom cementu koji sadrži SiO2 dodaje se tekućina, koja je vodena otopina fosforne kiseline H3PO4, djelomično neutralizirana cinkovim oksidom ZnO i aluminijevim hidroksidom Al(OH)3. Proces "stvrdnjavanja" silikatnog cementa započinje razgradnjom praha fosfornom kiselinom uz stvaranje koloidnih otopina aluminijevog fosfata i silicijeve kiseline promjenjivog sastava xSiO2 yH2O:
Al2O3 + 2H3PO4 = 2AlPO4 + 3H2O
xSiO2 + yH3O+ = xSiO2 yH2O + yH+
Tijekom pripreme ispuna, kao rezultat miješanja, dolazi do kemijskih reakcija uz stvaranje metalnih fosfata, npr.
3CaO + 2H3PO4 \u003d Ca3 (PO4) 2 + 3H2O
Samo su silikati alkalnih metala visoko topljivi u vodi. Kada mineralne kiseline djeluju na otopine silikata, dobivaju se silicijeve kiseline, npr. metasilicijeva H2SiO3 i ortosilicijeva H4SiO4.
Kremene kiseline su slabije od ugljične, talože se pod djelovanjem CO2 na otopine silikata. Silikati su visoko hidrolizirani. To je jedan od razloga uništavanja silikata u prirodi.
Kada se razne smjese silikata međusobno ili sa silicijevim dioksidom stapaju, dobivaju se prozirni amorfni materijali koji se nazivaju stakla.
Sastav stakla može varirati u širokom rasponu i ovisi o uvjetima proizvodnje.
Kvarcno staklo (gotovo čisti silicij) podnosi nagle promjene temperature, gotovo ne odgađa ultraljubičaste zrake. Takvo se staklo koristi za izradu živinih lučnih svjetiljki koje se široko koriste u fizioterapiji, kao iu sterilizaciji operacijskih sala.
Porculanske mase koje se koriste u ortopedskoj stomatologiji sastoje se od kvarca SiO2 (15--35%) i aluminosilikata: feldspata E2O Al2O3 6SiO2, gdje je E K, Na ili Ca (60--75%), i kaolina Al2O3 2SiO2 2H2O (3-- 10%). Omjer komponenti može varirati ovisno o namjeni porculanske mase.
Feldspat K2O Al2O3 6SiO2 je glavni materijal za dobivanje dentalnih porculanskih masa. Kada se otopi, pretvara se u viskoznu masu. Što je više feldspata, to je porculanska masa prozirnija nakon žarenja. Tijekom žarenja porculanskih masa, feldspat, budući da je taljiviji, snižava talište smjese.
Kaolin (bijela glina) neizostavni je dio dentalnog porculana. Dodatkom kaolina smanjuje se fluidnost porculanske mase.
Kvarc koji ulazi u sastav dentalnog porculana učvršćuje keramički proizvod, daje mu veću tvrdoću i kemijsku otpornost.
CO ugljikov monoksid. Od spojeva elemenata IVA-skupine, u kojima oni pokazuju oksidacijsko stanje +2, liječnike i biologe zanima ugljični monoksid (II) CO. Ovaj spoj je otrovan i izuzetno opasan jer je bez mirisa.
Ugljikov monoksid (II) - ugljikov monoksid - produkt nepotpune oksidacije ugljika. Paradoksalno, jedan od izvora CO je i sam čovjek, čije tijelo proizvodi i ispušta u vanjsku sredinu (s izdahnutim zrakom) oko 10 ml CO dnevno. To je takozvani endogeni ugljični monoksid (II), koji nastaje u procesima hematopoeze.
Prodirući u pluća zrakom, ugljični monoksid (II) brzo prolazi kroz alveolarno-kapilarnu membranu, otapa se u krvnoj plazmi, difundira u eritrocite i ulazi u reverzibilnu kemijsku interakciju s oksidiranim HbO2 i reduciranim hemoglobinom Hb:
HbO2 + CO? HbCO + O2
Hb + CO? HbCO
Rezultirajući karbonilni hemoglobin HbCO nije u stanju na sebe vezati kisik. Kao rezultat toga, postaje nemoguć prijenos kisika iz pluća u tkiva.
Visoki kemijski afinitet ugljičnog monoksida (II) CO prema dvostrukom željezu glavni je razlog interakcije CO s hemoglobinom. Može se pretpostaviti da bi i drugi bioanorganski spojevi koji sadrže Fe2+ ione također trebali reagirati s ovim otrovom.
Budući da je reakcija interakcije oksihemoglobina s ugljikovim monoksidom reverzibilna, povećanje parcijalnog tlaka O2 u dišnom mediju ubrzat će disocijaciju karbonilhemoglobina i otpuštanje CO iz tijela (ravnoteža će se pomaknuti ulijevo prema Le Chatelierov princip):
HbO2 + CO? HbCO + O2
Trenutno postoje medicinski pripravci koji se koriste kao protuotrovi za trovanje tijela ugljičnim monoksidom (II). Na primjer, uvođenje reduciranog željeza naglo ubrzava uklanjanje CO iz tijela u obliku, očito, željeznog karbonila. Djelovanje ovog lijeka temelji se na sposobnosti CO da djeluje kao ligand u različitim kompleksima.
Kemijska svojstva spojeva kositra i olova. Amfoterni su oksidi kositra (II) i olova (II), SnO i PbO, kao i odgovarajući hidroksidi Sn(OH)2 i Pb(OH)2.
Pb2+ soli - acetat, nitrat - vrlo su topljive u vodi, klorid i fluorid su teško topljivi, sulfat, karbonat, kromat, sulfid su praktički netopljivi. Svi spojevi olova(II), osobito oni topljivi, otrovni su.
Biološka aktivnost olova određena je njegovom sposobnošću prodiranja u tijelo i nakupljanja u njemu.
Olovo i njegovi spojevi su otrovi koji prvenstveno djeluju na neurovaskularni sustav i izravno na krv. Kemija toksičnog djelovanja olova vrlo je složena. Ioni Pb2+ jaki su kompleksirajući agensi u usporedbi s kationima ostalih p-elemenata IVA skupine. S bioligandima tvore jake komplekse.
Ioni Pb2+ mogu djelovati i blokirati sulfhidrilne skupine SH proteina u molekulama enzima uključenih u sintezu porfirina, regulirajući sintezu teme i drugih biomolekula:
R--SH + Pb2+ + HS--R > R--S--Pb--S--R + 2H+
Često Pb2+ ioni istiskuju prirodne M2+ ione, inhibirajući EM2+ metaloenzime:
EM2+ + Pb2+ > EPb2+ + M2+
Reagirajući s citoplazmom mikrobnih stanica i tkiva, ioni olova stvaraju albuminate slične gelu. U malim dozama, soli olova imaju adstringentni učinak, uzrokujući geliranje proteina. Stvaranje gelova otežava mikrobima ulazak u stanice i smanjuje upalni odgovor. Na tome se temelji djelovanje olovnih losiona.
Kako se koncentracija Pb2+ iona povećava, stvaranje albuminata postaje nepovratno, albuminati R-COOH proteina površinskih tkiva se nakupljaju:
Rb2+ + 2R--SOON = Rb(R--SOO)2 + 2N+
Stoga pripravci olova (II) djeluju pretežno adstrigentno na tkiva. Propisuju se isključivo za vanjsku upotrebu, jer kada se apsorbiraju u gastrointestinalnom traktu ili dišnom traktu, pokazuju visoku toksičnost.
Anorganski spojevi kositra(II) nisu jako toksični, za razliku od organskih spojeva kositra.
Plan učenja
Opće karakteristike elemenata IV A skupine.
Ugljik i silicij
Cilj:
Obrazovni: formirati kod učenika opću predodžbu o elementima koji čine 4. skupinu, proučiti njihova osnovna svojstva, razmotriti njihovu biokemijsku ulogu i upotrebu glavnih spojeva elemenata.
U razvoju: razvijati vještine pisanja i govora, mišljenja, sposobnost korištenja stečenog znanja za rješavanje različitih zadataka.
Njegovanje: razvijati osjećaj potrebe za novim znanjima.
Tijekom nastave
Ponavljanje obrađene teme:
Koliko elemenata su nemetali? Navedite njihovo mjesto u PSCE?
Koji su elementi organogeni?
Navedite agregatno stanje svi nemetali.
Koliko atoma čini molekule nemetala?
Koji se oksidi nazivaju netvornima soli? Napiši formule za okside nemetala koji ne tvore soli.
Cl 2 → HCl → CuCl 2 → ZnCl 2 → AgCl
Zadnju jednadžbu reakcije napišite u ionskom obliku.
Dodajte moguće jednadžbe reakcija:
1) H 2 + Cl 2 = 6) CuO + H 2 =
2) Fe + Cl 2 = 7) KBr + I 2 =
3) NaCl + Br 2 = 8) Al + I 2 =
4) Br 2 + KI = 9) F 2 + H 2 O =
5) Ca + H 2 = 10) SiO 2 + HF =
Napišite jednadžbe reakcija međudjelovanja dušika i a) kalcija; b) s vodikom; c) s kisikom.
Provedite lanac transformacija:
N 2 → Li 3 N → NH 3 → NO → NO 2 → HNO 3
Pri razgradnji 192 g amonijevog nitrita reakcijom NH 4 NO 2 \u003d N 2 + 2H 2 O, dobiveno je 60 l dušika. Nađi učinak proizvoda iz teoretski mogućeg.
Učenje novog gradiva.
Grupa 4 A uključuje p-elemente: ugljik, silicij, germanij, kositar i olovo. Različiti u broju energetskih razina, njihovi nepobuđeni atomi imaju 4 elektrona na vanjskoj razini. Zbog povećanja u skupini od vrha do dna broja ispunjenih elektronskih slojeva i veličine atoma, privlačnost vanjskih valentnih elektrona prema jezgri je oslabljena, stoga su nemetalna svojstva elemenata u podskupini oslabljena odozgo prema dolje i pojačana su metalna svojstva. Međutim, ugljik i silicij značajno se razlikuju po svojstvima od ostalih elemenata. To su tipični nemetali. Germanij ima metalna svojstva, dok kositar i olovo prevladavaju nad nemetalnim.
U prirodi ugljik javlja se u slobodnom stanju u obliku dijamanta i grafita. Sadržaj ugljika u Zemljina kora iznosi oko 0,1%. Dio je prirodnih karbonata: vapnenca, mramora, krede, magnezita, dolomita. Ugljik je glavni sastavni dio organska tvar. Ugljen, treset, nafta, drvo i prirodni plin obično se smatraju zapaljivim materijalima koji se koriste kao gorivo.
fizička svojstva. Ugljik kao jednostavna tvar postoji u nekoliko alotropskih oblika: dijamant, grafit, karbin i fuleren, koji se oštro razlikuju fizička svojstva, što se objašnjava strukturom njihovih kristalnih rešetki. karbin - finokristalni crni prah, prvi sintetiziran 60-ih godina od strane sovjetskih kemičara, kasnije pronađen u prirodi. Kada se zagrije na 2800º bez zraka, pretvara se u grafit. fuleren - 80-ih godina prošlog stoljeća sintetizirane su kuglaste strukture koje tvore ugljikovi atomi, tzv fulereni. To su zatvorene strukture koje se sastoje od određenog broja ugljikovih atoma - C 60, C 70.
Kemijska svojstva. Kemijski je ugljik inertan u normalnim uvjetima. Reaktivnost raste s porastom temperature. Na visokim temperaturama ugljik stupa u interakciju s vodikom, kisikom, dušikom, halogenima, vodom te nekim metalima i kiselinama.
Propuštanjem vodene pare kroz vrući ugljen ili koks nastaje smjesa ugljičnog monoksida (II) i vodika:
C + H 2 O = CO + H 2 ( vodena para ),
Ova reakcija se odvija na 1200º, a na temperaturama ispod 1000º dolazi do oksidacije TAKO 2 :
C + 2H 2 O= CO 2 + 2 H 2 .
Industrijski važan proces je pretvorba vodenog plina u metanol (metilni alkohol):
CO + 2H 2 = CH 3 ON
Pod utjecajem visokih temperatura, ugljik može komunicirati s metalima, stvarajući karbid, među njima se razlikuju "metanidi" i "acetilenidi", ovisno o tome koji se plin oslobađa u interakciji s vodom ili kiselinom:
CaS 2 + HCl = CaCl 2 + C 2 H 2
Al 4 C 3 + 12 H 2 O = 2 Al(Oh) 3 ↓ + 3 CH 4
velik praktična vrijednost ima kalcijev karbid, koji se dobiva zagrijavanjem vapna CaO i koksa u električnim pećima bez pristupa zraka:
CaO + 3C = CaC 2 + CO
Kalcijev karbid se koristi za proizvodnju acetilena:
CaS 2 + 2 H 2 O= Ca(OH) 2 + C 2 H 2
Međutim, ugljik karakteriziraju reakcije u kojima pokazuje redukcijska svojstva:
2 ZnO + C = Zn+ CO 2
Cspojevi ugljika.
Ugljikov monoksid (CO) je ugljikov monoksid. U industriji se dobiva propuštanjem ugljičnog dioksida preko vrućeg ugljena na visokoj temperaturi. U laboratorijskim uvjetima CO se dobiva djelovanjem koncentrične sumporne kiseline na mravlju kiselinu pri zagrijavanju (sumporna kiselina oduzima vodu):
UNSD =H 2 O+ CO
Ugljikov monoksid (CO 2) je ugljikov dioksid. U atmosferi ugljičnog dioksida, 0,03% volumena ili 0,04% mase je malo. Vulkani i topli izvori opskrbljuju atmosferu i, konačno, čovjek sagorijeva fosilna goriva. Atmosfera neprestano izmjenjuje plinove s oceanskom vodom koja sadrži 60 puta više ugljičnog dioksida nego atmosfera. Poznato je da ugljični dioksid dobro apsorbira sunčevo zračenje u infracrvenom području spektra. Tako nastaje ugljični dioksid Efekt staklenika i regulira globalnu temperaturu.
U laboratoriju se ugljikov dioksid proizvodi djelovanjem klorovodične kiseline za mramor:
SaCO 3 + 2 HCl = CaCl 2 + H 2 O+ CO 2
Svojstvo ugljičnog dioksida da ne podržava gorenje koristi se u uređajima za gašenje požara. S povećanjem tlaka topljivost ugljičnog dioksida naglo raste. To je osnova za njegovu upotrebu u proizvodnji gaziranih pića.
Ugljična kiselina postoji samo u otopini. Kada se otopina zagrijava, raspada se na ugljikov monoksid i vodu. Soli kiseline su stabilne, iako je sama kiselina nestabilna.
Najvažnija reakcija na karbonatni ion je djelovanje razrijeđenih mineralnih kiselina - klorovodične ili sumporne. Pritom se uz šištanje ispuštaju mjehurići ugljičnog dioksida, koji se pri propuštanju kroz otopinu kalcijevog hidroksida (vapnene vode) zamućuje kao posljedica stvaranja kalcijevog karbonata.
Silicij. Nakon kisika, to je najzastupljeniji element na Zemlji. Čini 25,7% mase zemljine kore. Njegov značajan dio predstavlja silicijev oksid, tzv silicijev dioksid, koji se javlja kao pijesak ili kvarc. Silicijev oksid se javlja u vrlo čistom obliku kao mineral tzv gorski kristal. Kristalni silicijev oksid, obojen raznim nečistoćama, oblikuje drago i poludrago kamenje: ahat, ametist, jaspis. Druga skupina prirodnih spojeva silicija su silikati – derivati silicijeva kiselina.
U industriji se silicij proizvodi redukcijom silicijevog oksida koksom u električnim pećima:
SiO 2 + 2 C = Si + 2 CO
U laboratorijima se kao redukcijska sredstva koriste magnezij ili aluminij:
SiO 2 + 2Mg = Si + 2MgO
3 SiO 2 + 4Al = Si + 2Al 2 O 3 .
Najčišći silicij dobiva se redukcijom silicijevog tetraklorida parama cinka:
SiCl 4 + 2 Zn = Si + 2 ZnCl 2
fizička svojstva. Kristalni silicij je krta tvar tamnosive boje s čeličnim sjajem. Struktura silicija slična je strukturi dijamanta. Silicij se koristi kao poluvodič. Od njega se izrađuju tzv. solarni paneli koji svjetlosnu energiju pretvaraju u električnu. Silicij se koristi u metalurgiji za dobivanje silicijskih čelika visoke otpornosti na toplinu i kiseline.
Kemijska svojstva. Po kemijskim svojstvima silicij je, kao i ugljik, nemetal, ali je njegova nemetaličnost manje izražena jer ima veliki atomski radijus.
Silicij na normalnim uvjetima kemijski dosta inertan. Izravno komunicira samo s fluorom, stvarajući silicijev fluorid:
Si + 2 F 2 = SiF 4
Kiseline (osim smjese fluorovodične HF i dušične kiseline) ne djeluju na silicij. Ali otapa se u hidroksidima alkalnih metala:
Si+NaOH+H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2
Pri visokoj temperaturi u električnoj peći iz mješavine pijeska i koksa dobiva se silicijev karbid. SiC– karborund:
SiO 2 + 2C =SiC+ CO 2
Brusno kamenje i brusne ploče izrađene su od silicij karbida.
Spojevi metala sa silicijem nazivaju se silicidi:
Si + 2 mg = mg 2 Si
Kada se magnezijev silicid tretira klorovodičnom kiselinom, dobiva se najjednostavniji vodikov spoj silicija silan -SiH 4 :
mg 2 Si+ 4HCl = 2 MdCl 2 + SiH 4
Silan je otrovni plin neugodnog mirisa, samozapaljiv na zraku.
spojevi silicija. Silicij- čvrsta vatrostalna tvar. U prirodi se javlja u dva oblika. kristalni i amorfni silicij. Kremena kiselina- je slaba kiselina, zagrijavanjem se lako raspada na vodu i silicijev dioksid. Može se dobiti i u obliku želatinozne mase koja sadrži vodu i u obliku koloidne otopine (sol). Soli silicijeve kiseline nazvao silikati. Prirodni silikati su prilično složeni spojevi, njihov sastav se obično prikazuje kao kombinacija nekoliko oksida. U vodi su topljivi samo natrijevi i kalijevi silikati. Zovu se topivo staklo, i njihovo rješenje - tekuće staklo.
Zadaci za popravljanje.
2. Dodajte moguće jednadžbe reakcija, riješite zadatak.
| 1 tim
| 2 tim
| 3 tim
|
| H2SO4 + HCl - | CaCO3+? - ? + CO2 + H2O |
|
| NaOH + H2SO4 - | CaCO 3 + H 2 SO 4 - | K 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O - |
| CaCl 2 + Na 2 Si O 3 - |
||
| Si O 2 + H 2 SO 4 - | ||
| Ca 2+ + CO 3 -2 - | CaCl 2 ++ NaOH - |
|
| Zadatak: Kada se željezov oksid (111) reducira ugljikom, dobiveno je 10,08 g željeza, što je bilo 90% teoretski mogućeg prinosa. Kolika je masa uzetog željeznog oksida (III)? | Zadatak: Koliko će se natrijevog silikata dobiti taljenjem silicijevog (IV) oksida sa 64,2 kg sode koja sadrži 5% nečistoća? | Zadatak: Djelovanjem klorovodične kiseline na 50 g kalcijeva karbonata dobiveno je 20 g ugljičnog monoksida (IV). Koliki je prinos ugljičnog monoksida (IV) (u %) od teoretski mogućeg? |
Križaljka.
Po vertikali: 1. Sol ugljične kiseline.
Horizontalno: 1. Najtvrđa prirodna tvar na Zemlji. 2. Građevinski materijal. 3. Supstanca koja se koristi za izradu tijesta. 4. Spojevi silicija s metalima. 5. Element glavne podskupine 1V skupine PS kemijski elementi. 6. Soli ugljične kiseline koje sadrže vodik. 7. Prirodni spoj silicija.
Domaća zadaća: str.210 – 229.
8939 0
Skupina 14 uključuje C, Si, Ge, Sn, Pb (tablice 1 i 2). Kao i elementi podskupine 3A, to su p-elementi sa sličnom elektronskom konfiguracijom vanjske ljuske - s 2 p 2. Kako se pomičete niz grupu, atomski radijus se povećava, uzrokujući slabljenje veze između atoma. Zbog sve veće delokalizacije elektrona vanjskih atomskih ljuski električna vodljivost raste u istom smjeru, pa se svojstva elemenata mijenjaju iz nemetalnih u metalna. Ugljik (C) u obliku dijamanta je izolator (dielektrik), Si i Ge su polumetali, Sn i Pb su metali i dobri vodiči.
Tablica 1. Neka fizikalna i kemijska svojstva metala 14. skupine
|
|
Ime |
Odnosi se, na. težina |
Radijus, pm |
Glavni izotopi (%) |
||
|
Ugljik Ugljik [od lat. karbo - ugljen] |
kovalentni 77 s dvostrukom vezom 67, s trostrukom vezom 60 |
14 C (tragovi) |
||||
|
Silicij Silicij [od lat. silicis - kremen] |
atomski 117, kovalentni 117 | |||||
|
Germanij Germanij [od lat. Njemačka] |
3d 10 4s 2 4p 2 |
atomski 122,5, kovalentni 122 | ||||
|
Tin Tin [od anglosaks. kositar, lat. stanum] |
4d 10 5s 2 5p 2 |
atomski 140,5, kovalentni 140 | ||||
|
Olovo Olovo [iz anglosaks. olovo, lat. plumbum] |
4f 14 5d 10 6s 2 6r 2 |
atomski 175, kovalentni 154 |
Svi elementi ove skupine tvore spojeve s oksidacijskim stupnjem +4. Stabilnost ovih spojeva opada pri prelasku u niži dio skupine, dok se, kao kod dvovalentnih spojeva, takvim pomicanjem, naprotiv, povećava. Svi elementi osim Si, također tvore spojeve s valencijom +2, što je zbog " efekt inertnog para»: uvlačenjem para vanjskih s-elemenata u unutarnju elektronsku ljusku zbog lošije zaštite vanjskih elektrona d- I f-elektroni u usporedbi s s- I R-elektroni unutarnjih ljuski velikih atoma nižih članova skupine.
Svojstva elemenata ove skupine omogućila su njihovu upotrebu kao premaze protiv algi (AP) za brodove. Prvi korišteni takvi premazi Pb, zatim se počeo primjenjivati s n(u obliku bis-tributil organokositrenog radikala povezanog s ugljikovim polimerom). Zbog ekoloških razloga, 1989. godine upotreba ovih, kao i drugih toksičnih metala u PP ( Hg, Cd, As) je zabranjen, zamijenjen PP-om na bazi organosilikonskih polimera.
Tablica 2. Sadržaj u tijelu, toksične (TD) i smrtonosne doze (LD) metala 14. skupine
|
|
U zemljinoj kori (%) |
U oceanu (%) |
U ljudskom tijelu | ||||
|
Prosjek (s tjelesnom težinom od 70 kg) |
Krv (mg/l) |
||||||
|
obično nije otrovan, ali je u obliku CO i CN cijanida vrlo otrovan |
|||||||
|
(0,03-4,09)x10 -4 |
Netoksičan |
||||||
|
(0,07-7)x10 -10 |
Netoksičan |
||||||
|
(2,3-8,8)x10 -10 |
(0,33-2,4)x10 -4 |
TD 2 g, LD nd, nešto organokositra. spojevi su vrlo toksični |
|||||
|
(0,23-3,3)x10 -4 |
TD 1 mg, LD 10 g |
||||||
Ugljik (C) - različit od svih ostalih elemenata tzv katenacija, odnosno sposobnost stvaranja spojeva u kojima su njegovi atomi međusobno povezani u duge lance ili prstenove. Ovo svojstvo objašnjava nastanak milijuna spojeva tzv organski, koji je posvećen zasebnom dijelu kemije - organska kemija.
Sposobnost ugljika za katenaciju objašnjava se nekoliko značajki:
Prvo, snaga veze C - C. Tako je prosječna entalpija ove veze oko 350 kJ/mol, dok je entalpija veze Si - Si— samo 226 kJ/mol.
Drugo, jedinstvena sposobnost ugljikovih atoma da hibridizacija: obrazovanje 4 sp 3 orbitale s tetraedarskom orijentacijom (osiguravajući stvaranje jednostavnih kovalentnih veza), ili 3 sp 2 orbitale orijentirane u istoj ravnini (osiguravajući stvaranje dvostrukih veza), ili 2 sp-orbitale s linearnom orijentacijom (osiguravajući stvaranje trostrukih veza).
Dakle, ugljik može formirati 3 vrste koordinacijskog okruženja: linearni za molekule s dva i tri atoma, kada je CN elementa 2, ravnina trokutasta za molekule grafita, fulerene, alkene, karbonilne spojeve, benzenski prsten, kada je CN 3, i tetraedarski za alkane i njihove derivate s CN = 4.
Ugljik se u prirodi javlja u obliku alotropnih, odnosno različitih strukturnih oblika (grafit, dijamant, fuleren), te u obliku vapnenca i ugljikovodičnih sirovina (ugljen, nafta i plin). Koristi se u obliku koksa u topljenju čelika, čađe u tiskarstvu, aktivnog ugljena u pročišćavanju vode, šećera itd.
Nagrađen 2010 Nobelova nagrada u fizici za proučavanje jedinstvenog oblika S- grafen. Laureati - rođeni Rusi - A. Geim i K. Novoselov uspjeli su dobiti ovaj materijal iz grafita. To je dvodimenzionalni kristal, odnosno izgleda kao mreža C atoma debljine jednog atoma, valovita struktura, što osigurava stabilnost kristala. Njegova svojstva su vrlo obećavajuća: to je najtanji prozirni materijal od svih trenutno poznatih, štoviše, izuzetno je čvrst (oko 200 puta jači od čelika), ima električnu i toplinsku vodljivost. Na sobnoj temperaturi njegov je električni otpor najmanji od svih poznatih vodiča. U ne tako dalekoj budućnosti, ultra-brza računala, ravni ekrani i solarni paneli, kao i osjetljivi detektori plina koji reagiraju na nekoliko molekula plina, bit će bazirani na grafenu. Nisu isključena ni druga područja njegove uporabe.
U obliku oksida ( TAKO) i cijanidi ( CN-) ugljik je vrlo otrovan jer remeti procese disanja. Mehanizmi biološkog djelovanja ovih spojeva su različiti. Cijanid inhibira respiratorni enzim citokrom oksidaza brzo kontaktiranje Xi- aktivno središte enzima, blokirajući protok elektrona na kraju dišnog lanca. TAKO, kao Lewisova baza, veže se za atom Fe u molekuli hemoglobina je jači od O 2, formiranje karbonilhemoglobin lišen sposobnosti vezivanja i nošenja O 2. Sposobnost TAKO formirati veze sa d-metala u niskim stupnjevima oksidacije dovodi do stvaranja različitih karbonilnih spojeva. Na primjer, Fe u vrlo otrovnoj tvari – psitakarbopilu Fe(CO) 5 ima nulto oksidacijsko stanje, a u kompleksu [ Fe(CO) 4 ] 2- je oksidacijsko stanje -2 (slika 1).
Riža. 1.
Stabilizacija atoma metala u niskom oksidacijskom stanju u kompleksima s TAKO zbog sposobnosti ugljika da strši due to the structure of low-lying R*-orbitale u ulozi akceptorski ligand. Ove se orbitale preklapaju s okupiranim orbitalama metala, tvoreći koordinaciju R-veza u kojoj djeluje metal donator elektroni. Ovo je jedan od rijetkih izuzetaka opće pravilo formiranje CS-a, gdje je akceptor elektrona metal.
Detaljnije opisivati svojstva ugljika nema smisla jer on u pravilu ne samo da se ne utvrđuje u višeelementnoj analizi, već se njegova primjesa u uzorku također smatra nepoželjnom i podložnom maksimalnom uklanjanju tijekom pripreme uzorka. U analizi optičke emisije daje vrlo širok spektar, povećavajući pozadinu šuma i time smanjujući granicu osjetljivosti za otkrivanje elemenata koji se određuju. S masenom spektrometrijom organske molekule tvore velik broj fragmenata molekula različitih molekulskih težina, što daje značajne smetnje u analizi. Stoga se u velikoj većini slučajeva tijekom pripreme uzorka uklanjaju sve tvari koje sadrže ugljik.
Silicij (Si) - polumetal. Kada se silicij reducira ( SiO 2) crni amorf nastaje od ugljika Si. kristali Si visoke čistoće nalikuju sivo-plavom metalu. Silicij se koristi u poluvodičima, legurama i polimerima. Važan je za neke oblike života, na primjer, za izgradnju ljuštura dijatomeja; vjerojatno važni za ljudsko tijelo. Neki silikati su kancerogeni, neki uzrokuju silikozu.
U svim vezama Sičetverovalentan, tvori kemijske veze kovalentne prirode. Najčešći oksid SiO 2. Unatoč kemijskoj inertnosti i netopljivosti u vodi, kada se proguta, može formirati silicijeve kiseline i organosilikonske spojeve s implicitno izraženim biološka svojstva. Toksičnost SiO 2 ovisi o raspršenosti čestica: što su manje, to su otrovnije, iako korelacije između topljivosti raznih oblika SiO 2 i nije uočena silikogenost. Odnos toksičnosti silicijskih kiselina s Si dokazuje potpunu inertnost dijamantne prašine iste finoće.
Nedavno je primijećeno da u biološkim medijima u nastajanju sudjeluju silicijeve kiseline hidroksilaluminosilikati, a ovaj se fenomen ne može objasniti relacijom Si-C, nema veze Si-O-C. Kako se industrijska uporaba širi Al a njegovi spojevi preko aluminosilikata Al sve više uključeni u mnoge biokemijske reakcije. Konkretno, funkcionalne skupine koje sadrže kisik i fluor lako tvore vrlo stabilne kompleksne spojeve s Al izopačujući njihov metabolizam.
Najviše proučavan među organosilicijevim spojevima silikoni- polimeri, čiji se kostur molekule sastoji od naizmjenično povezanih atoma Si I O 2. Na atome Si u silikonima su vezane alkilne ili arilne skupine. Dostupnost Si u organosilicijskim spojevima radikalno mijenja svojstva tvari kada ga one ne sadrže. Na primjer, konvencionalni polisaharidi mogu se izolirati i pročistiti pomoću jakog etanola, koji taloži polisaharid iz otopine. S druge strane, ugljikohidrati koji sadrže silicij ne talože se čak ni u 90% etanolu. Klasifikacija organosilikonskih spojeva prikazana je u tablici. 3.
Tablica 3 Silikonski polimeri
|
Naziv i struktura |
Bilješka |
|
|
|
Sastoji se samo od Si. Energija vezanja ugljikovog lanca C - C je 58,6, i Si - Si 42,5 kcal/mol, pa su poliorganosilani nestabilni. |
|
|
|
Energija veze Si-O 89,3 kcal/mol. Stoga su ovi polimeri čvrsti, otporni na temperaturu i oksidativnu degradaciju. Ova klasa polimera vrlo je raznolika u strukturi. Linearni polisiloksani naširoko se koriste kao sintetičke elastične gume otporne na toplinu. |
|
|
|
Atomi u glavnom lancu Si odvojene lancima ugljikovih atoma. |
|
|
|
Glavni lanac sadrži siloksanske skupine odvojene ugljikovim lancima. |
|
|
|
Okosnicu čine atomi S, i atomi Si sadržani u bočnim skupinama ili izdancima. |
|
|
|
Lanci makromolekula uključuju atome Da, O i metali, gdje M = Al, Ti, Sb, Sn, B. |
Najvjerojatniji razvojni mehanizam silikoza razmislite o uništenju fagocita koji su uhvatili čestice SiO 2. U interakciji s lizosomima, čestice silicija uništavaju lizosome i samu stanicu fagocita, uzrokujući oslobađanje enzima i fragmenata molekula organela. Oni stupaju u interakciju s drugim fagocitima, odnosno pokreće se lančani proces smrti fagocita. Ako u stanici postoji određena količina silicijeve kiseline, taj se proces ubrzava. Nakupljanje mrtvih makrofaga pokreće stvaranje kolagena u okolnim fibroblastima, zbog čega se u žarištu razvija skleroza.
Koloidna silicijeva kiselina je snažan hemolitik, mijenja odnos proteina u serumu, inhibira niz dišnih i tkivnih enzima, remeti metabolizam mnogih tvari, uključujući i fosfor. Posljednji put veliku pažnju dati ioni sililija (R3 Si+). Oni pokazuju jedinstvenu sposobnost atoma Si proširiti svoju koordinacijsku sferu, u obliku povećanja svoje elektrofilnosti. Interakcija je s bilo kojim nukleofilom, uključujući ione suprotnog naboja (uključujući reaktivne metaboličke intermedijere) i molekule otapala. Stoga u kondenziranim fazama postaju „neuhvatljivi“ i teško ih je detektirati (Kochina et al., 2006).
Organosilicijski polimeri (OSP) prvi su put korišteni kao samopolirajući premazi trupa broda protiv algi (Tsukerman i Rukhadze, 1996.). Međutim, tada su predložene različite metode za korištenje COP-a u drugim sektorima nacionalnog gospodarstva, posebno u medicini kao čvrste koštane proteze.
germanij (Ge) — amfoteran polumetal; kod ultra-visoke čistoće, izgleda kao lomljivi srebrno-bijeli kristali. Koristi se u poluvodičima, legurama i posebnim staklima za infracrvenu optiku. Smatra se biološkim stimulansom. U spojevima pokazuje oksidacijsko stanje +2 i +4.
Apsorpcija dioksida i halogenida Ge slab u crijevu, ali u obliku germanata M 2 Geo 4 je donekle poboljšan. Germanij se ne veže na proteine plazme, a raspoređuje se između eritrocita i plazme u omjeru približno 2:1. Brzo (vrijeme poluraspada oko 36 sati) izlučuje se iz organizma. Općenito niska toksičnost.
kositar (Sn) - mekani, duktilni metal. Koristi se u mazivima, legurama, lemovima, kao dodatak polimerima, u bojama za premaze protiv obraštanja, u sastavu hlapljivih organokositrenih spojeva visoko toksičnih za niže biljke i životinje. U obliku anorganskih spojeva je netoksičan.
Ima dva enantiotrop, "sivi" (b) i "bijeli" (c) kositar, odnosno različiti alotropski oblici koji su stabilni u određenom rasponu uvjeta. Temperatura prijelaza između ovih oblika nastaje pri tlaku od 1 atm. jednako 286,2°K (13,2°C). Bijeli kositar ima iskrivljenu sivu modifikacijsku strukturu s CN = 6 i gustoćom od 7,31 g/cm 3 . U normalnim uvjetima je stabilan, a na niskim temperaturama polako prelazi u oblik dijamantne strukture s CN = 4 i gustoćom od 5,75 g/cm 3 . Takva promjena gustoće metala ovisno o temperaturi medija izuzetno je rijetka i može izazvati dramatične posljedice. Primjerice, u uvjetima hladnih zima uništeni su limeni gumbi na odorama vojnika, a 1851. godine u crkvi Seitz limene cijevi orgulja pretvorile su se u prah.
U tijelu se taloži u jetri, bubrezima, kostima, mišićima. Kod trovanja kositrom dolazi do smanjenja eritropoeze, što se očituje smanjenjem hematokrita, hemoglobina i broja crvenih krvnih stanica. Došlo je i do inhibicije 5-aminolevulinat dehidrataza, jedan od enzima u lancu biosinteze hema, kao i jetreni enzimi glutation reduktaza I dehidrogenaza glukoza-6-fosfat, laktat I sukcinat. Očigledno s n izlučuje iz tijela kao dio kompleksa sa SH koji sadrže supstrate.
Olovo (Pb) - mekani, savitljivi, duktilni metali. U vlažnom zraku prekriven je oksidnim filmom, otpornim na kisik i vodu. Koristi se u baterijama, kabelima, bojama, staklu, mazivima, benzinu i proizvodima za zaštitu od zračenja. To je otrovni metal skupine opasnosti 1, jer se u tijelu nakuplja u koštanom tkivu s oštećenom funkcijom bubrega i kardiovaskularnog sustava. U razvijenim zemljama kontrolira se njegov sadržaj uz obvezni liječnički pregled stanovništva. Uzrokuje razne bolesti.
Medicinski bioanorganici. G.K. Barashkov
P-elementi IV skupine uključuju ugljik C, silicij Si, germanij Ge, kositar Sn i olovo Pb. Prema elektroničkim konfiguracijama svojih atoma, ugljik i silicij su tipični elementi, dok germanij, kositar i olovo čine podskupinu germanija. Ugljik se značajno razlikuje od ostalih p-elemenata iz skupine po visokoj energiji ionizacije. Ugljik je tipičan nemetalni element. U nizu C-Si-Ge-Sn-Pb energija ionizacije opada, pa posljedično slabe nemetalne osobine elemenata, a povećavaju se metalne. Sekundarna periodičnost očituje se u promjeni svojstava atoma i spojeva u ovom nizu. U većini anorganskih spojeva ugljik pokazuje oksidacijska stanja -4, +4, +2. U prirodi ugljik postoji u obliku dva stabilna izotopa: 12C (98,892%) i 13C (1,108%). Njegov sadržaj u zemljinoj kori je 0,15% (molni udio). Ugljik se u zemljinoj kori nalazi u karbonatnim mineralima (prvenstveno CaCO 3 i MgCO 3), ugljenu, nafti, kao iu obliku grafita i rjeđe dijamanta. Ugljik- glavna komponenta životinje i Flora. Alotropske modifikacije : Dijamant- kristalna tvar s atomskom koordinacijskom kubičnom rešetkom. Grafit- slojevita kristalna tvar heksagonalne strukture. Atomi ugljika spajaju se u C 2∞ makromolekule, koje su beskonačni slojevi šesteročlanih prstenova. K a r b i n- crni barut (ρ=1,9-2 g/cm3); njegova rešetka je heksagonalna, građena od pravocrtnih C ∞ lanaca, u kojima svaki atom tvori dvije σ- i π-veze. Molekule fulerena sastoje se od 60, 70 atoma, tvoreći sferu - geodezijsku kupolu. Fuleren je dobiven isparavanjem grafita i kondenzacijom njegovih para u atmosferi helija pod visokim tlakom.Fuleren je kemijski stabilan. Zbog sferičnog oblika molekula C 60 i C 70, fuleren je vrlo tvrd. Silicij- elektronički analog ugljika. Oksidacijsko stanje silicija u njegovim spojevima varira od -4 do +4. U spojevima silicija, tijekom stvaranja kovalentnih veza, njegov koordinacijski broj ne prelazi šest. Germanij Ge, kositar Sn i olovo Pb su potpuni elektronski analozi. Kao i tipični elementi skupine, imaju valentne s 2 p 2 elektrone. U seriji Ge-Sn-Pb smanjuje se uloga vanjskog s-elektronskog para u stvaranju kemijskih veza. Promjena karakterističnih oksidacijskih stanja u nizu C-Si-Ge- -Sn-Pb može se objasniti sekundarnom periodičnošću u razlici energije ns- i np-orbitala.
U seriji Ge-Sn-Pb, metalna svojstva jednostavnih tvari su jasno poboljšana. germanij- srebrnasto-siva tvar s metalnim sjajem, izvana slična metalu, ali ima rešetku poput dijamanta. Kositar je polimorfan. U normalnim uvjetima postoji u obliku β-modifikacije (bijeli kositar), koja je stabilna iznad 14 °C. Hlađenjem bijeli kositar prelazi u α-modifikaciju (sivi kositar) sa strukturom poput dijamanta. Prijelaz β → α prati povećanje specifičnog volumena (za 25%), zbog čega se kositar mrvi u prah. voditi- tamno sivi metal s kockastom strukturom u središtu plohe tipičnom za metale. Spojevi ugljika i vodika nazivaju se ugljikovodici. Metan CH 4 - Njegova molekula ima tetraedarski oblik. Metan- plin bez boje i mirisa (t.t. -182,49 °C, t.t. -161,56 °C), kemijski vrlo inertan zbog valencije i koordinacijske zasićenosti molekule. Ne podliježe utjecaju kiselina i lužina. Međutim, lako se zapali; njegove mješavine sa zrakom su izuzetno eksplozivne. Metan- glavna komponenta prirodnog (60-90%) rudničkog i močvarnog plina. Nalazi se u obliku klatrata u zemljinoj kori. U velikim količinama nastaje tijekom koksiranja ugljena. Plinovi bogati metanom koriste se kao visokokalorično gorivo i sirovina za proizvodnju vodenog plina. Etan C 2 H 6, etilen C 2 H 4 i acetilen C 2 H 2 su plinovi u normalnim uvjetima. Zbog velike čvrstoće veze C 2 H 6 (E \u003d 347 kJ / mol), C 2 H 4 (E = 598 kJ / mol) i C 2 H 2 (E = 811 kJ / mol), za razliku od H 2 0, N 2 H 4 i posebno N 2 H 2 prilično su stabilni i kemijski neaktivni. Silani, spojevi silicija s vodikom opće formule Si n H 2n+2 - Silani su dobiveni u okta-silane Si 8 Hi 18 . Mala čvrstoća Si-Si veze posljedica je ograničenog homolognog niza silicijevih vodika. Na sobnoj temperaturi, prva dva silana - monosilan SiH 4 i disilan Si 2 H 6 - su plinoviti, Si 3 H 8 je tekućina, ostatak su čvrste tvari. Svi silani su bezbojni, neugodnog mirisa i otrovni. Za razliku od komunikacije S-N veza Si-H ima više ionski karakter. Samozapaljivo na zraku. Silani se ne pojavljuju u prirodi.
