ასევე წაიკითხეთ:
|
პერიოდული სისტემის IV ჯგუფის ძირითად ქვეჯგუფში შედის ელემენტები: ნახშირბადი, სილიციუმი, გერმანიუმი, კალა და ტყვია. ნახშირბადი და სილიციუმი ტიპიური არამეტალებია, ხოლო კალა და ტყვია ტიპიური ლითონებია. გერმანიუმი შუალედურ პოზიციას იკავებს. ჩვეულებრივ ტემპერატურაზე ის არის ნახევარგამტარი, აქვს ატომური კრისტალური ბადე და ძალიან მყიფეა, ავლენს არამეტალურ თვისებებს. თუმცა, ამაღლებულ ტემპერატურაზე გერმანიუმი იძენს დამახასიათებელ მეტალის თვისებებს, როგორიცაა გამტარიანობა და მაღალი ელექტროგამტარობა.
ნახშირბადის, სილიციუმის, გერმანიუმის, კალის და ტყვიის ატომებს ძირითად მდგომარეობაში აქვთ გარე ელექტრონული ფენის მსგავსი სტრუქტურა და მიეკუთვნება p- ელემენტებს:
Si 3s23p23d0
Ge 3d104s24p24d0
Sn4d105s25p25d0
Pb 4f145d106s26p26d0
თუმცა, მხოლოდ გერმანიუმი, კალა და ტყვია არის სრული ელექტრონული ანალოგები - მათ აქვთ იგივე ელექტრონული კონფიგურაცია როგორც გარე დონის, ასევე წინა ქვედონის. მათ აქვთ მსგავსი ქიმიური თვისებები.
ვინაიდან დაუწყვილებელი ელექტრონების რაოდენობა ძირითად მდგომარეობაში არის 2, ხოლო ვალენტობით აღგზნებულ მდგომარეობაში 4, მაშინ ყველა ელემენტის ძირითადი ვალენტობაა II და IV. სილიკონით დაწყებული, IV ჯგუფის p-ელემენტებს აქვთ ცარიელი d-ორბიტალები. ეს განსაზღვრავს ბმის ფორმირების შესაძლებლობას დონორ-აქცეპტორი მექანიზმით და იწვევს საკოორდინაციო ნაერთების ვალენტობის ზრდას VI-მდე. ნახშირბადის ატომში d-ქვედონის არარსებობის გამო, ნაერთებში მისი ვალენტობა არ შეიძლება იყოს IV-ზე მეტი, ხოლო ნახშირბადს, Si, Ge, Sn და Pb-სგან განსხვავებით, არ შეუძლია შექმნას რთული ნაერთები. ეს გარემოება, ისევე როგორც ატომის უმცირესი ზომა და ნახშირბადის უმაღლესი ელექტრონეგატიურობა, ხსნის, თუ რატომ განსხვავდება ამ ელემენტის ქიმიური თვისებები არა მხოლოდ გერმანიუმის, კალის და ტყვიის ქიმიური თვისებებისგან, არამედ სილიციუმის ქიმიური თვისებებისგან. .
ელექტრონული სტრუქტურისა და საშუალო ელექტრონეგატიურობის მნიშვნელობების გამო, ყველა ელემენტს აქვს დამახასიათებელი დაჟანგვის მდგომარეობა -4, +2, +4. როგორც პერიოდული სისტემის ძირითადი ქვეჯგუფების ყველა ელემენტის შემთხვევაში, ზემოდან ქვემოდან გადაადგილებისას, "ექსტრემალური" ჟანგვის მდგომარეობების (-4 და +4) ნაერთების სტაბილურობა მცირდება და +2 დაჟანგვის მდგომარეობა იზრდება.
ზოგადი მახასიათებლებიძირითადი ქვეჯგუფის მეოთხე ჯგუფი:
ა) ელემენტების თვისებები ატომის სტრუქტურის თვალსაზრისით;
ბ) დაჟანგვის მდგომარეობები;
გ) ოქსიდების თვისებები;
დ) ჰიდროქსიდების თვისებები;
ე) წყალბადის ნაერთები.
ა) ნახშირბადი (C), სილიციუმი (Si), გერმანიუმი (Ge), კალა (Sn), ტყვია (Pb) - PSE-ს ძირითადი ქვეჯგუფის მე-4 ჯგუფის ელემენტები. გარე ელექტრონულ შრეზე ამ ელემენტების ატომებს აქვთ 4 ელექტრონი: ns2np2. ქვეჯგუფში, ელემენტის რიგითი რიცხვის მატებასთან ერთად, იზრდება ატომური რადიუსი, სუსტდება არალითონური თვისებები და იზრდება მეტალის თვისებები: ნახშირბადი და სილიციუმი არის არალითონები, გერმანიუმი, კალა, ტყვია არის ლითონები.
ბ) ამ ქვეჯგუფის ელემენტები ავლენენ როგორც დადებით, ასევე უარყოფით ჟანგვის მდგომარეობებს: -4, +2, +4.
V) უმაღლესი ოქსიდებინახშირბადს და სილიციუმს (C02, Si02) აქვთ მჟავე თვისებები, ქვეჯგუფის დარჩენილი ელემენტების ოქსიდები ამფოტერულია (Ge02, Sn02, Pb02).
დ) ნახშირბადის და სილიციუმის მჟავები (H2CO3, H2SiO3) სუსტი მჟავებია. გერმანიუმის, კალის და ტყვიის ჰიდროქსიდები ამფოტერულია, ავლენენ სუსტ მჟავე და ფუძე თვისებებს: H2GeO3= Ge(OH)4, H2SnO3=Sn(OH)4, H2PbO3=Pb(OH)4.
ე) წყალბადის ნაერთები:
CH4; SiH4, GeH4. SnH4, PbH4. მეთანი - CH4 - ძლიერი შეერთება, სილანი SiH4 - ნაკლებად ძლიერი შეერთება.
ნახშირბადის და სილიციუმის ატომების სტრუქტურის სქემები, ზოგადი და განმასხვავებელი თვისებები.
Si 1S22S22P63S23p2.
ნახშირბადი და სილიციუმი არამეტალებია, რადგან გარე ელექტრონულ შრეზე არის 4 ელექტრონი. მაგრამ რადგან სილიკონს აქვს უფრო დიდი ატომური რადიუსი, ელექტრონების დონაციის უნარი მისთვის უფრო დამახასიათებელია, ვიდრე ნახშირბადისთვის. ნახშირბადის შემცირების აგენტი:
ნახშირბადი არალითონია. ნახშირბადის ძირითადი კრისტალური მოდიფიკაციებია ბრილიანტი და გრაფიტი.
სილიკონი არის მუქი ნაცრისფერი არალითონი. იგი შეადგენს დედამიწის ქერქის მასის 27,6%-ს.
გერმანიუმი არის ვერცხლისფერი ნაცრისფერი ლითონი. გერმანიუმის სიმკვრივე მყარი მდგომარეობაუდრის 5,327 გ/სმ3, სითხეში - 5,557 გ/სმ3.
კალა არის ელასტიური, მსუბუქი ლითონი, მოვერცხლისფრო-თეთრი შეფერილობით.
ტყვია არის ნაცრისფერი ელასტიური ლითონი. ელემენტი საკმაოდ რბილია, დანით ადვილად დაჭრით.
Flerovium არის ხელოვნური ზემძიმე რადიოაქტიური ელემენტი. ცნობილი იზოტოპებიდან ყველაზე სტაბილურია 289Fl. ნახევარგამოყოფის პერიოდი არის დაახლოებით 2,7 წამი 289Fl-სთვის და 0,8 წამი 288Fl-სთვის.
| | | | 5 |
IVA- ელემენტების პერიოდული სისტემის D.I. მენდელეევი არის ნახშირბადი, სილიციუმი, გერმანიუმი, კალა, ტყვია. IVA ჯგუფის ელემენტების ატომების ვალენტურობის გარსის ზოგადი ელექტრონული ფორმულა.
ამ ელემენტების ატომებს აქვთ ოთხი ვალენტური ელექტრონი გარე ენერგიის დონის s- და p-ორბიტალებში. აუგზნებად მდგომარეობაში ორი p-ელექტრონი არ არის დაწყვილებული. მაშასადამე, ნაერთებში ამ ელემენტებს შეუძლიათ აჩვენონ ჟანგვის მდგომარეობა +2. მაგრამ აღგზნებულ მდგომარეობაში, გარე ენერგიის დონის ელექტრონები იძენენ კონფიგურაციას ps1pr3 და ოთხივე ელექტრონი აღმოჩნდება დაუწყვილებელი.
მაგალითად, ნახშირბადისთვის, s-ქვედონედან p-ქვედონეზე გადასვლა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად.
აღგზნებული მდგომარეობის ელექტრონული სტრუქტურის შესაბამისად, IVA ჯგუფის ელემენტებს შეუძლიათ გამოავლინონ ჟანგვის მდგომარეობა ნაერთებში +4. IVA ჯგუფის ელემენტების ატომური რადიუსი ბუნებრივად იზრდება ატომური რიცხვის მატებასთან ერთად. ამავე მიმართულებით, იონიზაციის ენერგია და ელექტრონეგატიურობა ბუნებრივად მცირდება.
C--Si--Ge--Sn--Pb ჯგუფში გადასვლისას, ფორმირებისას მცირდება მარტოხელა ელექტრონული წყვილის როლი გარე s-ქვედონეზე. ქიმიური ობლიგაციები. მაშასადამე, თუ ნახშირბადის, სილიციუმის და გერმანიუმისთვის ყველაზე დამახასიათებელი ჟანგვის მდგომარეობაა +4, მაშინ ტყვიისთვის ეს არის +2.
ცოცხალ ორგანიზმში ნახშირბადი, სილიციუმი და გერმანიუმი +4 დაჟანგვის მდგომარეობაშია, ხოლო კალა და ტყვია +2 დაჟანგვის მდგომარეობით ხასიათდება.
ნახშირბადიდან ტყვიაზე გადასვლისას ატომების ზომის გაზრდისა და იონიზაციის ენერგიის შემცირების შესაბამისად, არალითონური თვისებები სუსტდება, რადგან მცირდება ელექტრონების მიმაგრების უნარი და იზრდება მათი დაბრუნების სიმარტივე. მართლაც, ჯგუფის პირველი ორი წევრი: ნახშირბადი და სილიციუმი ტიპიური არამეტალებია, გერმანიუმი, კალა და ტყვია ამფოტერული ელემენტებია ამ უკანასკნელში გამოხატული მეტალის თვისებებით.
ლითონის თვისებების გაძლიერება C--Si--Ge--Sn--Pb სერიებში ასევე ვლინდება ქიმიური თვისებებით. მარტივი ნივთიერებები. ნორმალურ პირობებში ელემენტები C, Si, Ge და Sn მდგრადია ჰაერისა და წყლის მიმართ. ტყვია იჟანგება ჰაერში. ლითონების ელექტროქიმიური ძაბვის სერიაში Ge მდებარეობს წყალბადის შემდეგ, ხოლო Sn და Pb განლაგებულია წყალბადის წინ. ამიტომ, გერმანიუმი არ რეაგირებს მჟავებთან, როგორიცაა HCl და განზავებული H2SO4.
ატომის ელექტრონული სტრუქტურა და ზომა, ელექტრონეგატიურობის საშუალო მნიშვნელობა ხსნის ძალას C--C კავშირებიდა ნახშირბადის ატომების მიდრეკილება შექმნან გრძელი ჰომოჯაჭვები:
ელექტრონეგატიურობის შუალედური მნიშვნელობის გამო ნახშირბადი აყალიბებს დაბალი პოლარობის კავშირებს სასიცოცხლო ელემენტებთან - წყალბადთან, ჟანგბადთან, აზოტთან, გოგირდთან და ა.შ.
ნახშირბადის და სილიციუმის ჟანგბადის ნაერთების ქიმიური თვისებები. ნახშირბადის, სილიციუმის და მათი ანალოგების არაორგანულ ნაერთებს შორის ექიმებისა და ბიოლოგებისთვის, ამ ელემენტების ჟანგბადის ნაერთები ყველაზე დიდ ინტერესს იწვევს.
ნახშირბადის (IV) და სილიციუმის (IV) ოქსიდები EO2 მჟავეა, ხოლო მათი შესაბამისი ჰიდროქსიდები H2EO3 სუსტი მჟავებია. IVA ჯგუფის დარჩენილი ელემენტების შესაბამისი ოქსიდები და ჰიდროქსიდები ამფოტერულია.
CO2 ნახშირორჟანგი. ნივთიერებათა ცვლის პროცესში მუდმივად იქმნება ორგანიზმის ქსოვილებში და მნიშვნელოვან როლს ასრულებს სუნთქვისა და სისხლის მიმოქცევის რეგულირებაში. ნახშირორჟანგი არის რესპირატორული ცენტრის ფიზიოლოგიური სტიმულატორი. CO2-ის დიდი კონცენტრაცია (10%-ზე მეტი) იწვევს მძიმე აციდოზს - სისხლის pH-ის დაქვეითებას, ძალადობრივ ქოშინს და რესპირატორული ცენტრის დამბლას.
ნახშირორჟანგი წყალში იხსნება. ამ შემთხვევაში, ნახშირბადის მჟავა წარმოიქმნება ხსნარში:
H2O + CO2? H2CO3
წონასწორობა გადატანილია მარცხნივ, ამიტომ ნახშირორჟანგის უმეტესი ნაწილი CO2 H2O ჰიდრატის სახითაა და არა H2CO3. ნახშირბადის მჟავა H2CO3 არსებობს მხოლოდ ხსნარში. ეხება სუსტ მჟავებს.
როგორც ორფუძის მჟავა, H2CO3 წარმოქმნის საშუალო და მჟავე მარილებს: პირველებს უწოდებენ კარბონატებს: Na2CO3, CaCO3 არის ნატრიუმის და კალციუმის კარბონატები; მეორე - ბიკარბონატები: NaHCO3, Ca (HCO3) 2 - ნატრიუმის და კალციუმის ბიკარბონატები. ყველა ბიკარბონატი წყალში ძალიან ხსნადია; საშუალო მარილების ხსნადი კარბონატებიდან ტუტე ლითონებიდა ამონიუმი.
მარილის ხსნარები ნახშირბადის მჟავაჰიდროლიზის გამო, მათ აქვთ ტუტე რეაქცია (pH> 7), მაგალითად:
Na2CO3 + HOH? NaHCO3 + NaOH
CO32- + HOH? HCO3- + OH-
წყალბად-კარბონატული ბუფერული სისტემა (H2CO3--HCO3-) ემსახურება როგორც სისხლის პლაზმის მთავარ ბუფერულ სისტემას, რომელიც უზრუნველყოფს მჟავა-ტუტოვანი ჰომეოსტაზის შენარჩუნებას, სისხლის მუდმივი pH დაახლოებით 7.4.
ვინაიდან კარბონატების და ბიკარბონატების ჰიდროლიზი წარმოქმნის ტუტე გარემოს, ეს ნაერთები გამოიყენება სამედიცინო პრაქტიკაში, როგორც ანტაციდური (მჟავას განეიტრალება) აგენტები კუჭის წვენის მჟავიანობის გაზრდისთვის. მათ შორისაა ნატრიუმის ბიკარბონატი NaHCO3 და კალციუმის კარბონატი CaCO3:
NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2
სითხეს ემატება SiO2 შემცველი სილიკატური ცემენტი, რომელიც წარმოადგენს ფოსფორმჟავას H3PO4 წყალხსნარს, ნაწილობრივ განეიტრალებულია თუთიის ოქსიდით ZnO და ალუმინის ჰიდროქსიდით Al(OH)3. სილიკატურ-ცემენტის „დამაგრების“ პროცესი იწყება ფხვნილის დაშლით ფოსფორის მჟავასთან ერთად ალუმინის ფოსფატის კოლოიდური ხსნარების და ცვლადი შემადგენლობის xSiO2 yH2O სილიციუმის მჟავების წარმოქმნით:
Al2O3 + 2H3PO4 = 2AlPO4 + 3H2O
xSiO2 + yH3O+ = xSiO2 yH2O + yH+
შიგთავსების მომზადებისას, შერევის შედეგად, წარმოიქმნება ქიმიური რეაქციები ლითონის ფოსფატების წარმოქმნით, მაგალითად.
3CaO + 2H3PO4 \u003d Ca3 (PO4) 2 + 3H2O
მხოლოდ ტუტე ლითონის სილიკატებია წყალში ძალიან ხსნადი. როდესაც მინერალური მჟავები მოქმედებენ სილიკატურ ხსნარებზე, მიიღება სილიციუმის მჟავები, მაგალითად, მეტასილიციური H2SiO3 და ორთოსილიციური H4SiO4.
სილიციუმის მჟავები უფრო სუსტია, ვიდრე ნახშირბადის, ისინი ნალექი CO2-ის ზემოქმედებით სილიკატურ ხსნარებზე. სილიკატები ძლიერ ჰიდროლიზებულია. ეს არის ბუნებაში სილიკატების განადგურების ერთ-ერთი მიზეზი.
როდესაც სილიკატების სხვადასხვა ნარევები ერწყმის ერთმანეთს ან სილიციუმის დიოქსიდს, მიიღება გამჭვირვალე ამორფული მასალები, რომელსაც ეწოდება სათვალე.
შუშის შემადგენლობა შეიძლება განსხვავდებოდეს ფართო დიაპაზონში და დამოკიდებულია წარმოების პირობებზე.
კვარცის მინა (თითქმის სუფთა სილიციუმი) მოითმენს ტემპერატურის უეცარ ცვლილებებს, თითქმის არ აყოვნებს ულტრაიისფერ სხივებს. ასეთი მინა გამოიყენება ვერცხლისწყალ-რკალის ნათურების დასამზადებლად, რომლებიც ფართოდ გამოიყენება ფიზიოთერაპიაში, ასევე საოპერაციო ოთახების სტერილიზაციაში.
ორთოპედიულ სტომატოლოგიაში გამოყენებული ფაიფურის მასები შედგება კვარცის SiO2 (15-35%) და ალუმინოსილიკატებისაგან: ფელდსპარი E2O Al2O3 6SiO2, სადაც E არის K, Na ან Ca (60--75%) და კაოლინი Al2O3 2SiO2 2H2O (3- 10%). კომპონენტების თანაფარდობა შეიძლება განსხვავდებოდეს ფაიფურის მასის დანიშნულების მიხედვით.
ფელდსპარ K2O Al2O3 6SiO2 არის ძირითადი მასალა სტომატოლოგიური ფაიფურის მასების მისაღებად. როცა დნება, ბლანტი მასად იქცევა. რაც მეტია ფელდსპარი, მით უფრო გამჭვირვალეა ფაიფურის მასა ადუღების შემდეგ. ფაიფურის მასების დუღილის დროს, ფელდსპარი, უფრო დნობადი, ამცირებს ნარევის დნობის წერტილს.
კაოლინი (თეთრი თიხა) სტომატოლოგიური ფაიფურის განუყოფელი ნაწილია. კაოლინის დამატება ამცირებს ფაიფურის მასის სითხეს.
კვარცი, რომელიც სტომატოლოგიური ფაიფურის ნაწილია, ამაგრებს კერამიკულ პროდუქტს, ანიჭებს მას უფრო მეტ სიმტკიცეს და ქიმიურ წინააღმდეგობას.
CO ნახშირბადის მონოქსიდი. IVA ჯგუფის ელემენტების ნაერთებიდან, რომლებშიც ისინი ავლენენ +2 ჟანგვის მდგომარეობას, ნახშირბადის მონოქსიდი (II) CO საინტერესოა ექიმებისა და ბიოლოგებისთვის. ეს ნაერთი შხამიანი და უკიდურესად საშიშია, რადგან ის უსუნოა.
ნახშირბადის მონოქსიდი (II) - ნახშირბადის მონოქსიდი - ნახშირბადის არასრული დაჟანგვის პროდუქტი. პარადოქსულად, CO-ს ერთ-ერთი წყაროა თავად ადამიანი, რომლის ორგანიზმი გამოიმუშავებს და გამოყოფს გარე გარემოში (ამოსუნთქული ჰაერით) დღეში დაახლოებით 10 მლ CO-ს. ეს არის ეგრეთ წოდებული ენდოგენური ნახშირბადის მონოქსიდი (II), რომელიც წარმოიქმნება ჰემატოპოეზის პროცესში.
ფილტვებში ჰაერით შეღწევისას ნახშირბადის მონოქსიდი (II) სწრაფად გადის ალვეოლურ-კაპილარულ მემბრანაში, იხსნება სისხლის პლაზმაში, დიფუზირდება ერითროციტებში და შედის შექცევად ქიმიურ ურთიერთქმედებაში, როგორც დაჟანგული HbO2, ასევე შემცირებული ჰემოგლობინის Hb:
HbO2 + CO? HbCO + O2
Hb + CO? HbCO
შედეგად მიღებული კარბონილის ჰემოგლობინი HbCO არ შეუძლია ჟანგბადის მიმაგრება საკუთარ თავს. შედეგად, ფილტვებიდან ქსოვილებში ჟანგბადის გადატანა შეუძლებელი ხდება.
ნახშირბადის მონოქსიდის (II) CO-ს მაღალი ქიმიური მიდრეკილება შავი რკინის მიმართ არის CO-ს ჰემოგლობინთან ურთიერთქმედების მთავარი მიზეზი. შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ Fe2+ იონების შემცველი სხვა ბიოორგანული ნაერთები ასევე უნდა რეაგირებდნენ ამ შხამთან.
ვინაიდან ოქსიჰემოგლობინის ურთიერთქმედების რეაქცია ნახშირბადის მონოქსიდთან შექცევადია, რესპირატორულ გარემოში O2-ის ნაწილობრივი წნევის მატება დააჩქარებს კარბონილემოგლობინის დაშლას და ორგანიზმიდან CO-ს გამოყოფას (ბალანსი გადაინაცვლებს მარცხნივ, შესაბამისად Le Chatelier პრინციპი):
HbO2 + CO? HbCO + O2
ამჟამად არსებობს სამკურნალო პრეპარატები, რომლებიც გამოიყენება როგორც ანტიდოტი ნახშირბადის მონოქსიდით (II) ორგანიზმის მოწამვლისთვის. მაგალითად, შემცირებული რკინის შეყვანა მკვეთრად აჩქარებს CO-ს ორგანიზმიდან გამოდევნას, ცხადია, რკინის კარბონილის სახით. ამ პრეპარატის მოქმედება ემყარება CO-ს უნარს იმოქმედოს ლიგანდად სხვადასხვა კომპლექსებში.
კალის და ტყვიის ნაერთების ქიმიური თვისებები. კალის (II) და ტყვიის (II), SnO და PbO ოქსიდები ამფოტერულია, ისევე როგორც შესაბამისი ჰიდროქსიდები Sn(OH)2 და Pb(OH)2.
Pb2+ მარილები - აცეტატი, ნიტრატი - წყალში ძალიან ხსნადია, ქლორიდი და ფტორი ნაკლებად ხსნადია, სულფატი, კარბონატი, ქრომატი, სულფიდი პრაქტიკულად უხსნადია. ტყვიის (II) ყველა ნაერთი, განსაკუთრებით ხსნადი, შხამიანია.
ტყვიის ბიოლოგიური აქტივობა განისაზღვრება სხეულში შეღწევისა და მასში დაგროვების უნარით.
ტყვია და მისი ნაერთები არის შხამები, რომლებიც მოქმედებენ პირველ რიგში ნეიროვასკულარულ სისტემაზე და უშუალოდ სისხლზე. ტყვიის ტოქსიკური მოქმედების ქიმიური შემადგენლობა ძალიან რთულია. Pb2+ იონები ძლიერი კომპლექსური აგენტებია IVA ჯგუფის სხვა p-ელემენტების კატიონებთან შედარებით. ისინი ქმნიან ძლიერ კომპლექსებს ბიოლიგანდებთან.
Pb2+ იონებს შეუძლიათ ურთიერთქმედება და დაბლოკოს SH ცილების სულფჰიდრილური ჯგუფები ფერმენტების მოლეკულებში, რომლებიც მონაწილეობენ პორფირინების სინთეზში, არეგულირებენ თემის და სხვა ბიომოლეკულების სინთეზს:
R--SH + Pb2+ + HS--R > R--S--Pb--S--R + 2H+
ხშირად, Pb2+ იონები ცვლის ბუნებრივ M2+ იონებს, აინჰიბირებენ EM2+ მეტალოფერმენტებს:
EM2+ + Pb2+ > EPb2+ + M2+
მიკრობული უჯრედების და ქსოვილების ციტოპლაზმასთან რეაგირებისას ტყვიის იონები წარმოქმნიან გელისმაგვარ ალბუმინატებს. მცირე დოზებით ტყვიის მარილებს აქვს შემკვრელი ეფექტი, რაც იწვევს ცილების გელაციას. გელების წარმოქმნა ართულებს მიკრობების შეღწევას უჯრედებში და ამცირებს ანთებით პასუხს. ამას ეფუძნება ტყვიის ლოსიონების მოქმედება.
Pb2+ იონების კონცენტრაციის მატებასთან ერთად, ალბუმინატების წარმოქმნა შეუქცევადი ხდება, ზედაპირული ქსოვილების R-COOH ცილების ალბუმინატები გროვდება:
Рb2+ + 2R--СООН = Рb(R--СОО)2 + 2Н+
ამიტომ, ტყვიის (II) პრეპარატებს აქვთ უპირატესად შემკვრელი ეფექტი ქსოვილებზე. ისინი ინიშნება ექსკლუზიურად გარეგანი გამოყენებისთვის, რადგან კუჭ-ნაწლავის ან სასუნთქი გზების შეწოვისას ავლენენ მაღალ ტოქსიკურობას.
არაორგანული კალის (II) ნაერთები არ არის ძალიან ტოქსიკური, განსხვავებით ორგანული კალის ნაერთებისგან.
Გაკვეთილის გეგმა
IV ა ჯგუფის ელემენტების ზოგადი მახასიათებლები.
ნახშირბადი და სილიციუმი
სამიზნე:
საგანმანათლებლო:მოსწავლეებში ჩამოაყალიბონ ზოგადი წარმოდგენა იმ ელემენტების შესახებ, რომლებიც ქმნიან მე-4 ჯგუფს, შეისწავლონ მათი ძირითადი თვისებები, განიხილონ მათი ბიოქიმიური როლი და ელემენტების ძირითადი ნაერთების გამოყენება.
განვითარება:განუვითარდებათ წერისა და საუბრის უნარები, აზროვნება, მიღებული ცოდნის გამოყენების უნარი სხვადასხვა ამოცანების გადასაჭრელად.
აღზრდა:განავითარეთ ახალი ცოდნის საჭიროების გრძნობა.
გაკვეთილების დროს
განხილული თემის გამეორება:
რამდენი ელემენტია არალითონი? მიუთითეთ მათი ადგილი PSCE-ში?
რა ელემენტებია ორგანული?
დააკონკრეტეთ აგრეგაციის მდგომარეობაყველა არალითონი.
რამდენი ატომისგან შედგება არამეტალის მოლეკულები?
რომელ ოქსიდებს უწოდებენ არამარილების წარმომქმნელს? დაწერეთ ფორმულები არალითონების არამარილების წარმომქმნელი ოქსიდების შესახებ.
Cl 2 → HCl → CuCl 2 → ZnCl 2 → AgCl
დაწერეთ ბოლო რეაქციის განტოლება იონური ფორმით.
დაამატეთ შესაძლო რეაქციის განტოლებები:
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 =
ჩამოწერეთ აზოტის ურთიერთქმედების განტოლებები ა) კალციუმთან; ბ) წყალბადით; გ) ჟანგბადთან.
განახორციელეთ ტრანსფორმაციების ჯაჭვი:
N 2 → Li 3 N → NH 3 → NO → NO 2 → HNO 3
192 გ ამონიუმის ნიტრიტის დაშლისას NH 4 NO 2 \u003d N 2 + 2H 2 O რეაქციით, მიიღება 60 ლ აზოტი. იპოვეთ პროდუქტის გამომავალი თეორიულად შესაძლებელი.
ახალი მასალის სწავლა.
4 A ჯგუფში შედის p-ელემენტები: ნახშირბადი, სილიციუმი, გერმანიუმი, კალა და ტყვია. ენერგეტიკული დონეების რაოდენობით განსხვავებულად, მათ აუღელვებელ ატომებს აქვთ 4 ელექტრონი გარე დონეზე. შევსებული ელექტრონული ფენების რაოდენობის და ატომის ზომის ჯგუფის ზემოდან ქვემოდან გაზრდის გამო, ბირთვისკენ გარე ვალენტური ელექტრონების მიზიდულობა სუსტდება, შესაბამისად, ქვეჯგუფის ელემენტების არამეტალური თვისებებია. სუსტდება ზემოდან ქვემოდან და ძლიერდება მეტალის თვისებები. თუმცა, ნახშირბადი და სილიციუმი მნიშვნელოვნად განსხვავდება სხვა ელემენტებისაგან. ეს არის ტიპიური არალითონები. გერმანიუმს აქვს მეტალის თვისებები, ხოლო კალა და ტყვია ჭარბობს არამეტალურს.
Ბუნებაში ნახშირბადისთავისუფალ მდგომარეობაში გვხვდება ალმასის და გრაფიტის სახით. ნახშირბადის შემცველობა დედამიწის ქერქიარის დაახლოებით 0.1%. იგი ბუნებრივი კარბონატების ნაწილია: კირქვა, მარმარილო, ცარცი, მაგნეზიტი, დოლომიტი. ნახშირბადი არის მთავარი შემადგენელი ნაწილია ორგანული ნივთიერებები. ქვანახშირი, ტორფი, ზეთი, ხე და ბუნებრივი აირი, როგორც წესი, განიხილება წვად მასალად, რომელიც გამოიყენება საწვავად.
ფიზიკური თვისებები.ნახშირბადი, როგორც მარტივი ნივთიერება, არსებობს რამდენიმე ალოტროპული ფორმით: ბრილიანტი, გრაფიტი, კარაბინი და ფულერენი, რომლებიც მკვეთრად განსხვავდებიან. ფიზიკური თვისებები, რაც აიხსნება მათი ბროლის გისოსებით. კარბინი -წვრილკრისტალური შავი ფხვნილი, პირველად 60-იან წლებში საბჭოთა ქიმიკოსების მიერ სინთეზირებული, მოგვიანებით ბუნებაში ნაპოვნი. ჰაერის გარეშე 2800º-მდე გაცხელებისას ის იქცევა გრაფიტად. ფულერინი - 80-იან წლებში სინთეზირებული იქნა ნახშირბადის ატომებით წარმოქმნილი სფერული სტრუქტურები, ე.წ ფულერენები.ისინი არის დახურული სტრუქტურები, რომლებიც შედგება გარკვეული რაოდენობის ნახშირბადის ატომებისგან - C 60, C 70.
ქიმიური თვისებები. ქიმიურად ნახშირბადი ინერტულია ნორმალურ პირობებში. რეაქტიულობა იზრდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად. მაღალ ტემპერატურაზე ნახშირბადი ურთიერთქმედებს წყალბადთან, ჟანგბადთან, აზოტთან, ჰალოგენებთან, წყალთან და ზოგიერთ ლითონთან და მჟავებთან.
როდესაც წყლის ორთქლი გადის ცხელ ნახშირში ან კოქსში, მიიღება ნახშირბადის მონოქსიდის (II) და წყალბადის ნარევი:
C + ჰ 2 ო = CO + ჰ 2 (წყლის ორთქლი ),
ეს რეაქცია ხდება 1200º ტემპერატურაზე, 1000º-ზე დაბალ ტემპერატურაზე ხდება დაჟანგვა ᲘᲡᲔ 2 :
C + 2ჰ 2 ო= CO 2 + 2 ჰ 2 .
ინდუსტრიულად მნიშვნელოვანი პროცესია წყლის გაზის მეთანოლად (მეთილის სპირტი) გადაქცევა:
CO + 2ჰ 2 = CH 3 ის
მაღალი ტემპერატურის გავლენის ქვეშ, ნახშირბადს შეუძლია ურთიერთქმედება ლითონებთან, ფორმირება კარბიდი,მათ შორის გამოირჩევა "მეთანიდები" და "აცეტილენიდები", იმისდა მიხედვით, თუ რომელი აირი გამოიყოფა წყალთან ან მჟავასთან ურთიერთობისას:
CaS 2 + HCl = CaCl 2 + C 2 ჰ 2
ალ 4 C 3 + 12 ჰ 2 ო = 2 ალ(ოჰ) 3 ↓ + 3 CH 4
დიდი პრაქტიკული ღირებულებააქვს კალციუმის კარბიდი, რომელიც მიიღება კირის CaO და კოქსის გაცხელებით ელექტრო ღუმელებში ჰაერის დაშვების გარეშე:
CaO + 3C = CaC 2 + CO
კალციუმის კარბიდი გამოიყენება აცეტილენის წარმოებისთვის:
CaS 2 + 2 ჰ 2 ო= Ca(OH) 2 + C 2 ჰ 2
ამასთან, ნახშირბადს ახასიათებს რეაქციები, რომლებშიც იგი ავლენს შემცირების თვისებებს:
2 ZnO + C = ზნ+ CO 2
Cნახშირბადის ნაერთები.
ნახშირბადის მონოქსიდი (CO) არის ნახშირბადის მონოქსიდი. მრეწველობაში იგი მიიღება ნახშირორჟანგის ცხელ ნახშირზე მაღალ ტემპერატურაზე გადატანით. ლაბორატორიულ პირობებში CO მიიღება კონცენტრული გოგირდის მჟავას ჭიანჭველაზე გაცხელებისას (გოგირდის მჟავა შლის წყალს):
UNSD =ჰ 2 ო+ CO
ნახშირბადის მონოქსიდი (CO 2) არის ნახშირორჟანგი. ნახშირორჟანგის ატმოსფეროში 0,03% მოცულობით, ან 0,04% მასით, დაბალია. ვულკანები და ცხელი წყაროები ამარაგებენ ატმოსფეროს და ბოლოს, ადამიანი წვავს წიაღისეულ საწვავს. ატმოსფერო მუდმივად ცვლის გაზებს ოკეანის წყალთან, რომელიც შეიცავს 60-ჯერ მეტ ნახშირორჟანგს, ვიდრე ატმოსფერო. ცნობილია, რომ ნახშირორჟანგი კარგად შთანთქავს მზის რადიაციას სპექტრის ინფრაწითელ რეგიონში. ამრიგად, ნახშირორჟანგი იქმნება Სათბურის ეფექტი და არეგულირებს გლობალურ ტემპერატურას.
ლაბორატორიაში ნახშირორჟანგი წარმოიქმნება მოქმედებით მარილმჟავასმარმარილოსთვის:
საCO 3 + 2 HCl = CaCl 2 + ჰ 2 ო+ CO 2
ნახშირორჟანგის თვისება, რომ ხელი არ შეუწყოს წვას, გამოიყენება ხანძარსაწინააღმდეგო მოწყობილობებში. წნევის მატებასთან ერთად, ნახშირორჟანგის ხსნადობა მკვეთრად იზრდება. ეს არის მისი გამოყენების საფუძველი გაზიანი სასმელების წარმოებაში.
ნახშირბადის მჟავა არსებობს მხოლოდ ხსნარში. როდესაც ხსნარი თბება, ის იშლება ნახშირბადის მონოქსიდში და წყალში. მჟავას მარილები სტაბილურია, თუმცა თავად მჟავა არასტაბილურია.
კარბონატულ იონზე ყველაზე მნიშვნელოვანი რეაქცია არის განზავებული მინერალური მჟავების - მარილმჟავას ან გოგირდის მოქმედება. ამავდროულად, ნახშირორჟანგის ბუშტები ჩურჩულით გამოიყოფა და კალციუმის ჰიდროქსიდის ხსნარში (ცაცხვის წყალი) გავლისას კალციუმის კარბონატის წარმოქმნის შედეგად დაბინდულია.
სილიკონი.ჟანგბადის შემდეგ, ის ყველაზე უხვი ელემენტია დედამიწაზე. იგი შეადგენს დედამიწის ქერქის მასის 25,7%-ს. მისი მნიშვნელოვანი ნაწილი წარმოდგენილია სილიციუმის ოქსიდით, ე.წ სილიციუმი, რომელიც გვხვდება ქვიშის ან კვარცის სახით. სილიციუმის ოქსიდი გვხვდება ძალიან სუფთა სახით, როგორც მინერალი ე.წ მთის ბროლი.კრისტალური სილიციუმის ოქსიდი, შეღებილი სხვადასხვა მინარევებით, ქმნის ძვირფას და ნახევრად ძვირფას ქვებს: აქატი, ამეთვისტო, იასპი. ბუნებრივი სილიციუმის ნაერთების კიდევ ერთი ჯგუფია სილიკატები - წარმოებულები სილიციუმის მჟავა.
მრეწველობაში სილიციუმი წარმოიქმნება სილიციუმის ოქსიდის შემცირებით კოქსით ელექტრო ღუმელებში:
SiO 2 + 2 C = სი + 2 CO
ლაბორატორიებში მაგნიუმი ან ალუმინი გამოიყენება როგორც შემცირების აგენტები:
SiO 2 + 2 მგ = Si + 2 MgO
3 SiO 2 + 4Al = Si + 2Al 2 ო 3 .
ყველაზე სუფთა სილიციუმი მიიღება თუთიის ორთქლით სილიციუმის ტეტრაქლორიდის შემცირებით:
SiCl 4 + 2 ზნ = სი + 2 ZnCl 2
ფიზიკური თვისებები.კრისტალური სილიციუმი არის მუქი ნაცრისფერი ფერის მყიფე ნივთიერება ფოლადის ბზინვარებით. სილიკონის სტრუქტურა ალმასის მსგავსია. სილიკონი გამოიყენება როგორც ნახევარგამტარი. მისგან ამზადებენ ეგრეთ წოდებულ მზის პანელებს, რომლებიც სინათლის ენერგიას ელექტრო ენერგიად გარდაქმნიან. სილიკონი გამოიყენება მეტალურგიაში სილიკონის ფოლადების მისაღებად მაღალი თბოგამძლეობით და მჟავა გამძლეობით.
ქიმიური თვისებები.ქიმიური თვისებების მიხედვით, სილიციუმი, ისევე როგორც ნახშირბადი, არის არალითონი, მაგრამ მისი არამეტალურობა ნაკლებად გამოხატულია, რადგან მას აქვს დიდი ატომური რადიუსი.
სილიკონი ზე ნორმალური პირობებიქიმიურად საკმაოდ ინერტული. ის უშუალოდ ურთიერთქმედებს მხოლოდ ფტორთან, წარმოქმნის სილიციუმის ფტორს:
სი + 2 ფ 2 = SiF 4
მჟავები (გარდა ჰიდროფლუორული HF-ისა და აზოტის მჟავის ნარევისა) არ მოქმედებენ სილიციუმზე. მაგრამ ის იხსნება ტუტე ლითონის ჰიდროქსიდებში:
Si+NaOH+H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2 სთ 2
ელექტრო ღუმელში მაღალ ტემპერატურაზე სილიციუმის კარბიდი მიიღება ქვიშისა და კოქსის ნარევიდან. SiC- კარბორუნდი:
SiO 2 + 2C =SiC+ CO 2
საფქვავი ქვები და სახეხი დისკები მზადდება სილიციუმის კარბიდისგან.
ლითონის ნაერთები სილიციუმით ე.წ სილიციდები:
სი + 2 მგ = მგ 2 სი
როდესაც მაგნიუმის სილიციდს ამუშავებენ მარილმჟავით, მიიღება სილიციუმის უმარტივესი წყალბადის ნაერთი. სილანი -SiH 4 :
მგ 2 სი+ 4HCლ = 2 MdCl 2 + SiH 4
სილანი არის მომწამვლელი გაზი უსიამოვნო სუნით, ჰაერში თვითანთება.
სილიციუმის ნაერთები. სილიციუმი- მყარი ცეცხლგამძლე ნივთიერება. ბუნებაში ის ორი ფორმით გვხვდება. კრისტალური და ამორფული სილიციუმი. სილიციუმის მჟავა- სუსტი მჟავაა, გაცხელებისას ადვილად იშლება წყალში და სილიციუმის დიოქსიდში. მისი მიღება შესაძლებელია როგორც წყლის შემცველი ჟელატინის მასის სახით, ასევე კოლოიდური ხსნარის (სოლი) სახით. სილიციუმის მჟავას მარილებიდაურეკა სილიკატები.ბუნებრივი სილიკატები საკმაოდ რთული ნაერთებია, მათი შემადგენლობა ჩვეულებრივ გამოსახულია რამდენიმე ოქსიდის ერთობლიობის სახით. წყალში ხსნადი მხოლოდ ნატრიუმის და კალიუმის სილიკატებია. მათ ეძახიან ხსნადი მინა,და მათი გადაწყვეტა - თხევადი მინა.
ამოცანები დაფიქსირებისთვის.
2. დაამატეთ შესაძლო რეაქციის განტოლებები, ამოხსენით პრობლემა.
| 1 გუნდი
| 2 გუნდი
| 3 გუნდი
|
| H 2 SO 4 + HCl - | CaCO3+? - ? + CO 2 + H 2 O |
|
| NaOH + H 2 SO 4 - | 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 - |
|
| ამოცანა: როდესაც რკინის ოქსიდი (111) შემცირდა ნახშირბადით, მიიღეს 10,08 გ რკინა, რაც იყო თეორიულად შესაძლო მოსავლიანობის 90%. რა არის აღებული რკინის ოქსიდის (III) მასა? | ამოცანა: რამდენი ნატრიუმის სილიკატი მიიღება სილიციუმის (IV) ოქსიდის შერწყმით 64,2 კგ სოდასთან, რომელიც შეიცავს 5% მინარევებს? | ამოცანა: მარილმჟავას მოქმედებით 50გრ კალციუმის კარბონატზე მიიღეს 20გრ ნახშირბადის მონოქსიდი (IV). როგორია ნახშირბადის მონოქსიდის (IV) გამოსავლიანობა (%-ში) თეორიულად შესაძლოდან? |
კროსვორდი.
პვერტიკალურის შესახებ: 1. ნახშირმჟავას მარილი.
ჰორიზონტალურად: 1. უმძიმესი ბუნებრივი ნივთიერება დედამიწაზე. 2. სამშენებლო მასალა. 3. ნივთიერება, რომელიც გამოიყენება ცომის დასამზადებლად. 4. სილიციუმის ნაერთები ლითონებთან. 5. PS ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის 1V ელემენტი ქიმიური ელემენტები. 6. წყალბადის შემცველი ნახშირმჟავას მარილები. 7. ბუნებრივი სილიციუმის ნაერთი.
Საშინაო დავალება:გვ.210 – 229.
8939 0
14 ჯგუფი მოიცავს C, Si, Ge, Sn, Pb (ცხრილები 1 და 2). 3A ქვეჯგუფის ელემენტების მსგავსად, ეს არის p- ელემენტები გარე გარსის მსგავსი ელექტრონული კონფიგურაციით - s 2 p 2. ჯგუფის ქვემოთ გადაადგილებისას ატომის რადიუსი იზრდება, რაც იწვევს ატომებს შორის კავშირის შესუსტებას. გარე ატომური გარსების ელექტრონების მზარდი დელოკალიზაციის გამო, ელექტრული გამტარობა იზრდება იმავე მიმართულებით, ამიტომ ელემენტების თვისებები იცვლება არამეტალურიდან მეტალისკენ. ნახშირბადი (C) ალმასის სახით არის იზოლატორი (დიელექტრიკი), Si და Ge არის ნახევრადმეტალები, Sn და Pb არის ლითონები და კარგი გამტარები.
ცხრილი 1. მე-14 ჯგუფის ლითონების ზოგიერთი ფიზიკური და ქიმიური თვისება
|
|
სახელი |
ეხება, ზე. წონა |
რადიუსი, სთ |
ძირითადი იზოტოპები (%) |
||
|
კარბონი კარბონი [ლათ. ნახშირბადი - ქვანახშირი] |
კოვალენტური 77 ორმაგი ბმა 67, სამმაგი ბმა 60 |
14 C (კვალი) |
||||
|
სილიკონი სილიკონი [ლათ. სილიციუმი - კაჟი] |
ატომური 117, კოვალენტური 117 | |||||
|
Germanium Germanium [ლათ. გერმანია] |
3d 10 4s 2 4p 2 |
ატომური 122.5, კოვალენტური 122 | ||||
|
ტინ ტინი [ანგლო-საქს. კალის, ლათ. stannum] |
4d 10 5s 2 5p 2 |
ატომური 140.5, კოვალენტური 140 | ||||
|
ტყვიის ტყვია [ანგლო-საქს. ტყვია, ლათ. plumbum] |
4f 14 5d 10 6s 2 6p 2 |
ატომური 175, კოვალენტური 154 |
ამ ჯგუფის ყველა ელემენტი ქმნის ნაერთებს +4 ჟანგვის მდგომარეობით. ამ ნაერთების სტაბილურობა მცირდება ჯგუფის ქვედა ნაწილში გადასვლისას, ხოლო, როგორც ორვალენტიან ნაერთებში, პირიქით, იზრდება ასეთი მოძრაობით. ყველა ელემენტი გარდა სი, ასევე ქმნიან ნაერთებს +2 ვალენტობით, რაც განპირობებულია " ინერტული წყვილის ეფექტი»: გარე წყვილის ჩასვლით ს- ელემენტები შევიდა შიდა ელექტრონულ გარსში გარე ელექტრონების უარესი დაცვის გამო დ- და ვ-ელექტრონებთან შედარებით ს- და რ- ჯგუფის ქვედა წევრების დიდი ატომების შიდა გარსების ელექტრონები.
ამ ჯგუფის ელემენტების თვისებებმა შესაძლებელი გახადა მათი გამოყენება გემებისთვის წყალმცენარეების საწინააღმდეგო საფარებად (AP). პირველი ასეთი საიზოლაციო გამოიყენება Pb, შემდეგ დაიწყო განაცხადი sn(ნახშირბადის პოლიმერთან დაკავშირებული ბის-ტრიბუტილ ორგანოტინის რადიკალის სახით). გარემოსდაცვითი მიზეზების გამო, 1989 წელს ამ, ისევე როგორც სხვა ტოქსიკური ლითონების გამოყენება PP-ში ( Hg, Cd, As) აიკრძალა, შეცვალა PP-ით, რომელიც დაფუძნებულია ორგანოსილიციუმის პოლიმერებზე.
ცხრილი 2.მე-14 ჯგუფის ლითონების შემცველობა ორგანიზმში, ტოქსიკური (TD) და ლეტალური დოზები (LD).
|
|
დედამიწის ქერქში (%) |
Ოკეანეში (%) |
ადამიანის ორგანიზმში | ||||
|
საშუალო (სხეულის წონით 70 კგ) |
სისხლი (მგ/ლ) |
||||||
|
ჩვეულებრივ არატოქსიკურია, მაგრამ CO და CN ციანიდების სახით ძალიან ტოქსიკურია |
|||||||
|
(0.03-4.09)x10 -4 |
Არატოქსიკური |
||||||
|
(0.07-7)x10 -10 |
Არატოქსიკური |
||||||
|
(2.3-8.8)x10 -10 |
(0.33-2.4)x10 -4 |
TD 2 გ, LD nd, ზოგიერთი ორგანოტინი. ნაერთები ძალიან ტოქსიკურია |
|||||
|
(0.23-3.3)x10 -4 |
TD 1 მგ, LD 10 გ |
||||||
ნახშირბადი (C) - განსხვავდება ყველა სხვა ელემენტისგან ე.წ კატენაცია, ანუ ნაერთების წარმოქმნის უნარი, რომლებშიც მისი ატომები ერთმანეთთან გრძელი ჯაჭვებით ან რგოლებით არის დაკავშირებული. ეს თვისება ხსნის მილიონობით ნაერთების წარმოქმნას ე.წ ორგანული, რომელიც ეძღვნება ქიმიის ცალკეულ განყოფილებას - ორგანული ქიმია.
ნახშირბადის კატენაციის უნარი აიხსნება რამდენიმე მახასიათებლით:
ჯერ ერთი, ძალაკავშირები C - C. ამრიგად, ამ ბმის საშუალო ენთალპია არის დაახლოებით 350 კჯ/მოლი, ხოლო ბმის ენთალპია სი - სი- მხოლოდ 226 კჯ/მოლი.
მეორეც, ნახშირბადის ატომების უნიკალური უნარი ჰიბრიდიზაცია: განათლება 4 sp 3 ორბიტალი ოთხკუთხა ორიენტაციის მქონე (უზრუნველყოფს მარტივი კოვალენტური ბმების წარმოქმნას), ან 3 sp 2 ორბიტალი ერთსა და იმავე სიბრტყეში ორიენტირებული (ორმაგი ბმის წარმოქმნას უზრუნველყოფს), ან 2 sp-ორბიტალები წრფივი ორიენტაციის მქონე (სამმაგი ბმების წარმოქმნას უზრუნველყოფს).
ამრიგად, ნახშირბადს შეუძლია შექმნას 3 ტიპის საკოორდინაციო გარემო: ხაზოვანიორ და სამ ატომიანი მოლეკულებისთვის, როდესაც ელემენტის CN არის 2, თვითმფრინავი სამკუთხაგრაფიტის მოლეკულებისთვის, ფულერენებისთვის, ალკენებისთვის, კარბონილის ნაერთებისთვის, ბენზოლის რგოლისთვის, როდესაც CN არის 3, და ოთხკუთხედიალკანებისთვის და მათი წარმოებულებისთვის CN = 4.
ბუნებაში ნახშირბადი გვხვდება ალოტროპული, ანუ სხვადასხვა სტრუქტურული ფორმების სახით (გრაფიტი, ბრილიანტი, ფულერენი), ასევე კირქვისა და ნახშირწყალბადის ნედლეულის სახით (ქვანახშირი, ნავთობი და გაზი). იგი გამოიყენება კოქსის სახით ფოლადის დნობისას, ნახშირბადის სახით ბეჭდვაში, გააქტიურებული ნახშირბადის სახით წყლის, შაქრის და ა.შ.
დაჯილდოვდა 2010 წელს ნობელის პრემიაფიზიკაში უნიკალური ფორმის შესასწავლად თან- გრაფენი. ლაურეატებმა - რუსეთის მკვიდრებმა - ა.გეიმმა და კ.ნოვოსელოვმა მოახერხეს ამ მასალის მოპოვება გრაფიტიდან. ეს არის ორგანზომილებიანი კრისტალი, ანუ ის ჰგავს C ატომების ბადეს ერთი ატომის სისქე, ტალღის მსგავსი სტრუქტურა, რომელიც უზრუნველყოფს ბროლის სტაბილურობას. მისი თვისებები ძალიან პერსპექტიულია: ეს არის ყველაზე თხელი გამჭვირვალე მასალა ყველა ამჟამად ცნობილი, უფრო მეტიც, ის უკიდურესად ძლიერია (დაახლოებით 200-ჯერ უფრო ძლიერი ვიდრე ფოლადი), აქვს ელექტრული და თბოგამტარობა. ოთახის ტემპერატურაზე, მისი ელექტრული წინააღმდეგობა ყველაზე დაბალია ყველა ცნობილ დირიჟორებს შორის. არც თუ ისე შორეულ მომავალში, გრაფენზე დაფუძნებული იქნება ულტრამაღალსიჩქარიანი კომპიუტერები, ბრტყელი ეკრანები და მზის პანელები, ასევე მგრძნობიარე გაზის დეტექტორები, რომლებიც რეაგირებენ რამდენიმე გაზის მოლეკულაზე. არ არის გამორიცხული მისი გამოყენების სხვა სფეროები.
ოქსიდის სახით ( ᲘᲡᲔ) და ციანიდები ( CN-) ნახშირბადი ძალიან ტოქსიკურია, რადგან არღვევს სუნთქვის პროცესებს. ამ ნაერთების ბიოლოგიური მოქმედების მექანიზმები განსხვავებულია. ციანიდი აინჰიბირებს რესპირატორულ ფერმენტს ციტოქრომ ოქსიდაზასწრაფად დაუკავშირდით Xi- ფერმენტის აქტიური ცენტრი, რომელიც ბლოკავს ელექტრონების ნაკადს სასუნთქი ჯაჭვის ბოლოს. ᲘᲡᲔროგორც ლუისის ბაზა, ატომს უერთდება ფეჰემოგლობინის მოლეკულაში უფრო ძლიერია ვიდრე ო 2, ფორმირება კარბონილემოგლობინიმოკლებულია შეკვრისა და ტარების უნარს ო 2. უნარი ᲘᲡᲔჩამოაყალიბეთ ბმულები დ- ლითონები დაბალი ჟანგვის მდგომარეობებში იწვევს სხვადასხვა კარბონილის ნაერთების წარმოქმნას. Მაგალითად, ფეძალიან ტოქსიკურ ნივთიერებაში - ფსიტაკარბოპილი ფე(CO) 5-ს აქვს ნულოვანი ჟანგვის მდგომარეობა და კომპლექსში [ ფე(CO) 4 ] 2- არის ჟანგვის მდგომარეობა -2 (ნახ. 1).
ბრინჯი. 1.
ლითონის ატომის სტაბილიზაცია დაბალი ჟანგვის მდგომარეობაში კომპლექსებში ᲘᲡᲔნახშირბადის გამოსვლის უნარის გამო დაბლა დაბლა სტრუქტურის გამო რ*-ორბიტალები როლში მიმღები ლიგანდი. ეს ორბიტალები გადახურულია ლითონის დაკავებულ ორბიტალებთან და ქმნიან კოორდინაციას რ-ბმა, რომელშიც მეტალი მოქმედებს დონორიელექტრონები. ეს არის ერთ-ერთი გამონაკლისი ზოგადი წესი CS-ის წარმოქმნა, სადაც ელექტრონის მიმღები არის ლითონი.
ნახშირბადის თვისებების უფრო დეტალურად აღწერას აზრი არ აქვს, რადგან, როგორც წესი, ის არამარტო არ არის განსაზღვრული მრავალელემენტის ანალიზში, არამედ მისი შერევა ნიმუშში ასევე ითვლება არასასურველად და ექვემდებარება მაქსიმალურ მოცილებას ნიმუშის მომზადებისას. ოპტიკური ემისიის ანალიზში, ის იძლევა ძალიან ფართო სპექტრს, ზრდის ხმაურის ფონს და ამით ამცირებს მგრძნობელობის ზღვარს განსაზღვრული ელემენტების გამოსავლენად. მასის სპექტრომეტრიით ორგანული მოლეკულებიქმნიან სხვადასხვა მოლეკულური წონის მქონე მოლეკულების ფრაგმენტების დიდ რაოდენობას, რაც მნიშვნელოვან ჩარევას იძლევა ანალიზში. ამიტომ, უმეტეს შემთხვევაში, ნიმუშის მომზადებისას ყველა ნახშირბადის შემცველი ნივთიერება ამოღებულია.
სილიკონი (Si) - ნახევრადმეტალური. როდესაც სილიციუმი მცირდება ( SiO 2) შავი ამორფული წარმოიქმნება ნახშირბადის მიერ სი. კრისტალები სიმაღალი სისუფთავე წააგავს ნაცრისფერ-ლურჯ ლითონს. სილიციუმი გამოიყენება ნახევარგამტარებში, შენადნობებში და პოლიმერებში. ის მნიშვნელოვანია ცხოვრების ზოგიერთი ფორმისთვის, მაგალითად, დიათომებში ჭურვების აგებისთვის; შესაძლოა მნიშვნელოვანი იყოს ადამიანის ორგანიზმისთვის. ზოგიერთი სილიკატი კანცეროგენია, ზოგი იწვევს სილიკოზს.
ყველა კავშირში სიოთხვალენტური, ქმნის კოვალენტური ბუნების ქიმიურ ბმებს. ყველაზე გავრცელებული ოქსიდი SiO 2. წყალში ქიმიური ინერტულობისა და უხსნადობის მიუხედავად, მიღებისას მას შეუძლია წარმოქმნას სილიციუმის მჟავები და სილიციუმის ორგანული ნაერთები იმპლიციტურად გამოხატული ბიოლოგიური თვისებები. ტოქსიკურობა SiO 2 დამოკიდებულია ნაწილაკების დისპერსიაზე: რაც უფრო მცირეა ისინი, მით უფრო ტოქსიკურია, თუმცა კორელაციაა სხვადასხვა ფორმის ხსნადობას შორის SiO 2 და სილიკოგენურობა არ შეინიშნება. სილიციუმის მჟავების ტოქსიკურობის კავშირი სიადასტურებს იგივე სისუფთავის ალმასის მტვრის სრულ ინერტულობას.
ცოტა ხნის წინ აღინიშნა, რომ ბიოლოგიურ მედიაში სილიციუმის მჟავები მონაწილეობენ წარმოქმნაში ჰიდროქსილალუმინოსილიკატებიდა ეს ფენომენი ურთიერთობით ვერ აიხსნება Si-C, არ არის კავშირი Si-O-C. როგორც სამრეწველო გამოყენება ფართოვდება ალდა მისი ნაერთები ალუმინოსილიკატების მეშვეობით ალსულ უფრო მეტად მონაწილეობს ბევრ ბიოქიმიურ რეაქციაში. კერძოდ, ჟანგბადის და ფტორის შემცველი ფუნქციური ჯგუფები ადვილად ქმნიან მაღალ სტაბილურ კომპლექსურ ნაერთებს. ალმათი მეტაბოლიზმის დამახინჯება.
ყველაზე შესწავლილი ორგანოსილიციუმის ნაერთებს შორის სილიკონები- პოლიმერები, რომელთა მოლეკულის ჩონჩხი შედგება ურთიერთდაკავშირებული ატომების მონაცვლეობით სიდა ო 2. ატომებს სისილიკონებში მიმაგრებულია ალკილის ან არილის ჯგუფები. ხელმისაწვდომობა სისილიციუმის ორგანულ ნაერთებში ის რადიკალურად ცვლის ნივთიერებების თვისებებს, როდესაც ისინი არ შეიცავს მას. მაგალითად, ჩვეულებრივი პოლისაქარიდების იზოლირება და გაწმენდა შესაძლებელია ძლიერი ეთანოლის გამოყენებით, რომელიც აგროვებს პოლისაქარიდს ხსნარიდან. სილიციუმის შემცველი ნახშირწყლები კი 90%-იან ეთანოლშიც კი არ ილექება. სილიციუმის ორგანული ნაერთების კლასიფიკაცია წარმოდგენილია ცხრილში. 3.
ცხრილი 3სილიკონის პოლიმერები
|
სახელი და სტრუქტურა |
შენიშვნა |
|
|
|
შედგება მხოლოდ სი. ნახშირბადის ჯაჭვის შეკვრის ენერგია C - Cარის 58.6 და სი - სი 42,5 კკალ/მოლი და შესაბამისად პოლიორგანოსილანი არასტაბილურია. |
|
|
|
ბონდის ენერგია სი-ო 89,3 კკალ/მოლი. ამიტომ, ეს პოლიმერები ძლიერია, მდგრადია ტემპერატურისა და ჟანგვითი დეგრადაციის მიმართ. პოლიმერების ამ კლასის სტრუქტურა ძალიან მრავალფეროვანია. ხაზოვანი პოლისილოქსანები ფართოდ გამოიყენება როგორც სინთეზური ელასტიური და სითბოს მდგრადი რეზინები. |
|
|
|
ატომები მთავარ ჯაჭვში სიგამოყოფილია ნახშირბადის ატომების ჯაჭვებით. |
|
|
|
ძირითადი ჯაჭვი შეიცავს სილოქსანის ჯგუფებს, რომლებიც გამოყოფილია ნახშირბადის ჯაჭვებით. |
|
|
|
ხერხემალი ატომებისგან შედგება თანდა ატომები სიშეიცავს გვერდით ჯგუფებს ან ტოტებს. |
|
|
|
მაკრომოლეკულური ჯაჭვები მოიცავს ატომებს სი, ოდა ლითონები, სადაც M = Al, Ti, Sb, Sn, B. |
განვითარების ყველაზე სავარაუდო მექანიზმი სილიკოზიგანვიხილოთ ფაგოციტების განადგურება, რომლებმაც დაიპყრეს ნაწილაკები SiO 2. ლიზოსომებთან ურთიერთობისას, სილიციუმის ნაწილაკები ანადგურებენ ლიზოსომებს და თავად ფაგოციტების უჯრედს, რაც იწვევს ფერმენტების და ორგანული მოლეკულების ფრაგმენტების განთავისუფლებას. ისინი ურთიერთქმედებენ სხვა ფაგოციტებთან, ანუ იწყება ფაგოციტების სიკვდილის ჯაჭვის პროცესი. თუ უჯრედში არის სილიციუმის მჟავების გარკვეული რაოდენობა, ეს პროცესი დაჩქარებულია. მკვდარი მაკროფაგების დაგროვება იწვევს კოლაგენის გამომუშავებას მიმდებარე ფიბრობლასტებში, რის შედეგადაც ფოკუსში ვითარდება სკლეროზი.
კოლოიდური სილიციუმის მჟავა არის ძლიერი ჰემოლიზური, ცვლის შრატის ცილების თანაფარდობას, თრგუნავს რიგ რესპირატორულ და ქსოვილოვან ფერმენტებს, არღვევს მრავალი ნივთიერების, მათ შორის ფოსფორის მეტაბოლიზმს. Ბოლოჯერ დიდი ყურადღებამისცეს სილიუმის იონები (R 3 Si+). ისინი აჩვენებენ ატომის უნიკალურ უნარს სიგააფართოვოს მისი კოორდინაციის სფერო, ელექტროფილურობის გაზრდის სახით. ის ურთიერთქმედებს ნებისმიერ ნუკლეოფილებთან, მათ შორის საპირისპირო მუხტის იოებთან (რეაქტიული მეტაბოლური შუალედური ნივთიერებების ჩათვლით) და გამხსნელის მოლეკულებთან. ამიტომ, შედედებულ ფაზებში ისინი ხდებიან „აუცილებელი“ და ძნელია მათი აღმოჩენა (კოჩინა და სხვ., 2006).
ორგანოსილიციუმის პოლიმერები (OSPs) პირველად გამოიყენეს წყალმცენარეების საწინააღმდეგო თვითგაპრიალებადი გემების კორპუსის საფარებად (ცუკერმანი და რუხაძე, 1996). თუმცა, შემდეგ შემოთავაზებული იქნა COP-ის გამოყენების სხვადასხვა მეთოდი ეროვნული ეკონომიკის სხვა სექტორებში, კერძოდ, მედიცინაში, როგორც ძლიერი ძვლის პროთეზები.
გერმანიუმი (Ge) - ამფოტერული ნახევრადმეტალი; ულტრა მაღალი სისუფთავის დროს, ის გამოიყურება როგორც მყიფე ვერცხლისფერი თეთრი კრისტალები. იგი გამოიყენება ნახევარგამტარებში, შენადნობებში და ინფრაწითელი ოპტიკისთვის სპეციალურ სათვალეებში. ითვლება ბიოლოგიურ სტიმულატორად. ნაერთებში იგი ავლენს ჟანგვის მდგომარეობას +2 და +4.
დიოქსიდისა და ჰალოიდების შეწოვა გესუსტია ნაწლავში, მაგრამ გერმანატების სახით მ 2 GeO 4 გარკვეულწილად გაუმჯობესებულია. გერმანიუმი არ უკავშირდება პლაზმის ცილებს და ნაწილდება ერითროციტებსა და პლაზმას შორის დაახლოებით 2:1 თანაფარდობით. სწრაფად (ნახევარგამოყოფის პერიოდი დაახლოებით 36 საათი) გამოიყოფა ორგანიზმიდან. ზოგადად დაბალი ტოქსიკურობა.
კალის (Sn) - რბილი, დრეკადი ლითონი. იგი გამოიყენება ლუბრიკანტებში, შენადნობებში, შედუღებაში, როგორც პოლიმერების დანამატი, დაბინძურების საწინააღმდეგო საღებავებში, არასტაბილური ორგანოტინური ნაერთების შემადგენლობაში, რომლებიც ძალზე ტოქსიკურია ქვედა მცენარეებისა და ცხოველებისთვის. არაორგანული ნაერთების სახით არატოქსიკურია.
აქვს ორი ენანტიოტროპი, "ნაცრისფერი" (ბ) და "თეთრი" (გ) კალის, ანუ სხვადასხვა ალოტროპული ფორმები, რომლებიც სტაბილურია გარკვეული პირობების პირობებში. ამ ფორმებს შორის გადასვლის ტემპერატურა 1 ატმ წნევით. უდრის 286,2°K (13,2°C). თეთრ კალას აქვს დამახინჯებული ნაცრისფერი მოდიფიკაციის სტრუქტურა CN = 6 და სიმკვრივით 7.31 გ/სმ 3. ის სტაბილურია ნორმალურ პირობებში და დაბალ ტემპერატურაზე ნელ-ნელა გარდაიქმნება ფორმაში, რომელსაც აქვს ალმასის მსგავსი სტრუქტურა CN = 4 და სიმკვრივე 5,75 გ/სმ 3. ლითონის სიმკვრივის ასეთი ცვლილება, რაც დამოკიდებულია საშუალო ტემპერატურაზე, ძალზე იშვიათია და შეიძლება გამოიწვიოს დრამატული შედეგები. მაგალითად, ცივი ზამთრის პირობებში ჯარისკაცების ფორმაზე თუნუქის ღილები განადგურდა, ხოლო 1851 წელს სეიცის ეკლესიაში ორღანის თუნუქის მილები ფხვნილად გადაიქცა.
ორგანიზმში ის დეპონირდება ღვიძლში, თირკმელებში, ძვლებში, კუნთებში. თუნუქის მოწამვლისას მცირდება ერითროპოეზი, რაც გამოიხატება ჰემატოკრიტის, ჰემოგლობინის და სისხლის წითელი უჯრედების რაოდენობის შემცირებით. იყო დათრგუნვაც 5-ამინოლევულინატ დეჰიდრატაზაჰემის ბიოსინთეზის ჯაჭვის ერთ-ერთი ფერმენტი, ისევე როგორც ღვიძლის ფერმენტები გლუტათიონის რედუქტაზადა დეჰიდროგენაზა გლუკოზა-6-ფოსფატი, ლაქტატიდა სუქცინატი. როგორც ჩანს snგამოიყოფა ორგანიზმიდან კომპლექსების შემადგენლობაში შსუბსტრატების შემცველი.
ტყვია (Pb) - რბილი, ელასტიური, დრეკადი ლითონი. ტენიან ჰაერში იგი დაფარულია ჟანგბადისა და წყლის მიმართ მდგრადი ოქსიდის ფილმით. გამოიყენება ბატარეებში, კაბელებში, საღებავებში, მინაში, ლუბრიკანტებში, ბენზინში და რადიაციული დაცვის საშუალებებში. ეს არის საშიშროების 1 ჯგუფის ტოქსიკური მეტალი, რადგან ის გროვდება ორგანიზმში ძვლოვან ქსოვილში თირკმელების და გულ-სისხლძარღვთა სისტემის დარღვევით. განვითარებულ ქვეყნებში მისი შინაარსი მოსახლეობის სავალდებულო სამედიცინო გამოკვლევით კონტროლდება. იწვევს სხვადასხვა დაავადებებს.
სამედიცინო ბიოორგანიკა. გ.კ. ბარაშკოვი
IV ჯგუფის p-ელემენტებს მიეკუთვნება ნახშირბადი C, სილიციუმი Si, გერმანიუმი Ge, კალა Sn და ტყვიის Pb. მათი ატომების ელექტრონული კონფიგურაციის მიხედვით, ნახშირბადი და სილიციუმი ტიპიური ელემენტებია, ხოლო გერმანიუმი, კალა და ტყვია ქმნიან გერმანიუმის ქვეჯგუფს. ნახშირბადი მნიშვნელოვნად განსხვავდება ჯგუფის სხვა p-ელემენტებისგან მაღალი იონიზაციის ენერგიით. ნახშირბადი ტიპიური არამეტალური ელემენტია. C-Si-Ge-Sn-Pb სერიაში იონიზაციის ენერგია მცირდება და, შესაბამისად, სუსტდება ელემენტების არალითონური თვისებები, იზრდება მეტალის. მეორადი პერიოდულობა ვლინდება ამ სერიის ატომებისა და ნაერთების თვისებების ცვლილებაში. უმეტეს არაორგანულ ნაერთებში ნახშირბადი ავლენს ჟანგვის მდგომარეობებს -4, +4, +2. ბუნებაში ნახშირბადი არსებობს ორი სტაბილური იზოტოპის სახით: 12C (98,892%) და 13C (1,108%). მისი შემცველობა დედამიწის ქერქში არის 0,15% (მოლური ფრაქცია). დედამიწის ქერქში ნახშირბადი გვხვდება კარბონატულ მინერალებში (ძირითადად CaCO 3 და MgCO 3), ქვანახშირში, ზეთში, აგრეთვე გრაფიტისა და, უფრო იშვიათად, ალმასის სახით. Ნახშირბადის- ცხოველის მთავარი კომპონენტი და ფლორა. ალოტროპული ცვლილებები : ბრილიანტი- კრისტალური ნივთიერება ატომური კოორდინაციის კუბური ბადით. გრაფიტი- ფენოვანი კრისტალური ნივთიერება ექვსკუთხა სტრუქტურით. ნახშირბადის ატომები გაერთიანებულია C 2∞ მაკრომოლეკულებში, რომლებიც წარმოადგენენ ექვსწევრიანი რგოლების უსასრულო ფენებს. კ ა რ ბ ი ნ- შავი ფხვნილი (ρ=1,9-2 გ/სმ3); მისი გისოსი არის ექვსკუთხა, აგებულია C ∞ სწორხაზოვანი ჯაჭვებისგან, რომელშიც თითოეული ატომი ქმნის ორ σ- და π- ბმას. ფულერენის მოლეკულები შედგება 60, 70 ატომისგან, რომლებიც ქმნიან სფეროს - გეოდეზიურ გუმბათს. ფულერენი მიიღება გრაფიტის აორთქლებისა და მისი ორთქლის კონდენსაციის შედეგად ჰელიუმის ატმოსფეროში მაღალი წნევის დროს.ფულერენი ქიმიურად სტაბილურია. C 60 და C 70 მოლეკულების სფერული ფორმის გამო, ფულერენი ძალიან რთულია. სილიკონი- ნახშირბადის ელექტრონული ანალოგი. სილიციუმის დაჟანგვის მდგომარეობა მის ნაერთებში მერყეობს -4-დან +4-მდე. სილიციუმის ნაერთებში, კოვალენტური ბმების წარმოქმნის დროს, მისი საკოორდინაციო რიცხვი არ აღემატება ექვს. გერმანიუმი Ge, კალის Sn და ტყვიის Pb სრული ელექტრონული ანალოგებია. ჯგუფის ტიპიური ელემენტების მსგავსად, მათ აქვთ ვალენტური s 2 p 2 ელექტრონები. Ge-Sn-Pb სერიაში მცირდება გარე s-ელექტრონული წყვილის როლი ქიმიური ბმების წარმოქმნაში. დამახასიათებელი დაჟანგვის მდგომარეობების ცვლილება C-Si-Ge- -Sn-Pb სერიაში შეიძლება აიხსნას მეორადი პერიოდულობით ns- და np-ორბიტალების ენერგიის განსხვავებაში.
Ge-Sn-Pb სერიაში მარტივი ნივთიერებების მეტალის თვისებები აშკარად გაუმჯობესებულია. გერმანიუმი- ვერცხლისფერი ნაცრისფერი ნივთიერება მეტალის ბზინვარებით, გარეგნულად ლითონის მსგავსი, მაგრამ აქვს ალმასის მსგავსი გისოსი. კალა პოლიმორფულია. ნორმალურ პირობებში ის არსებობს β-მოდიფიკაციის (თეთრი თუნუქის) სახით, რომელიც სტაბილურია 14 °C-ზე ზემოთ. გაციებისას თეთრი კალა გარდაიქმნება α-მოდიფიკაციაში (ნაცრისფერი თუნუქის) ალმასის მსგავსი სტრუქტურით. β → α გადასვლას თან ახლავს სპეციფიკური მოცულობის მატება (25%-ით), რის გამოც კალა იშლება ფხვნილად. ტყვია- მუქი ნაცრისფერი ლითონი ლითონებისთვის დამახასიათებელი სახეზე ორიენტირებული კუბური სტრუქტურით. ნახშირბადის და წყალბადის ნაერთებს ნახშირწყალბადები ეწოდება. მეთანი CH 4 - მის მოლეკულას აქვს ოთხკუთხა ფორმა. მეთანი- უფერო, უსუნო გაზი (მფ. -182,49 ° C, ბ.პ. -161,56 ° C), ქიმიურად ძალიან ინერტული მოლეკულის ვალენტობისა და კოორდინაციის გაჯერების გამო. მასზე არ მოქმედებს მჟავები და ტუტეები. თუმცა, ადვილად იკიდებს ცეცხლს; მისი ნარევები ჰაერთან უკიდურესად ფეთქებადია. მეთანი- ბუნებრივი (60-90%) შახტისა და ჭაობის გაზის ძირითადი კომპონენტი. ნაპოვნია კლატრატების სახით დედამიწის ქერქში. დიდი რაოდენობით წარმოიქმნება ნახშირის კოქსირების დროს. მეთანით მდიდარი აირები გამოიყენება როგორც მაღალკალორიული საწვავი და ნედლეული წყლის გაზის წარმოებისთვის. ეთანი C 2 H 6, ეთილენი C 2 H 4 და აცეტილენი C 2 H 2 არის აირები ნორმალურ პირობებში. C 2 H 6 (E \u003d 347 კჯ / მოლი), C 2 H 4 (E \u003d 598 კჯ / მოლი) და C 2 H 2 (E \u003d 811 კჯ / მოლი) მაღალი კავშირის სიმტკიცის გამო, განსხვავებით H 2 0, N 2 H 4 და განსაკუთრებით N 2 H 2 საკმაოდ სტაბილურია და ქიმიურად არააქტიურია. სილანები, სილიციუმის ნაერთები წყალბადთან საერთო ფორმულით Si n H 2n+2 - სილანები მიიღეს რვა სილანამდე Si 8 Hi 18 . Si-Si კავშირის დაბალი სიძლიერე განპირობებულია სილიციუმის წყალბადის შეზღუდული ჰომოლოგიური სერიით. ოთახის ტემპერატურაზე პირველი ორი სილანი - მონოსილანი SiH 4 და დიზილანი Si 2 H 6 - აირისებრია, Si 3 H 8 არის თხევადი, დანარჩენი მყარი. ყველა სილანი უფეროა, აქვს უსიამოვნო სუნი და შხამიანია. კომუნიკაციისგან განსხვავებით S-N კავშირი Si-H-ს უფრო იონური ხასიათი აქვს. ჰაერში თვითანთება. სილანები ბუნებაში არ გვხვდება.
