Загальна характеристика елементів іv-а групи

Символ	ω вмісту в земній корі, %	Найважливіші природні сполуки (назви мінералів)
C	0,14	у вільному стані – алмаз, графіт; у зв’язаному – вугілля, нафта, карбонати і т.п.
Si	27,6	SiO2 (кварц, тридиміт, кристобаліт); (різновиди кварцу – гірський кришталь, димчастий топаз, рожевий кварц, аметист)
Ge	7*10–4	Ag8GeS6 (аргіродит); Cu3(Fe, Ge)S4 (германіт)
Sn	4*10–3	SnO2 (касетерит); Cu2FeSnS4 (станін)
Pb	1,6*10–3	PbS (галеніт); PbSO4 (англезіт); PbCO3 (церусит)

Таблиця 59

АТОМНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЕЛЕМЕНТІВ

 

Елемент Характеристика	C	Si	Ge	Sn	Pb
Атомний номер
Масові числа природних ізотопів (% у природній суміші)	12(98,89) 13(1,11)	28(92,27) 29(4,68) 30(3,05)	70(20,55) 72(27,37) 73(7,67) 74(36,74) 76(7,67)	116(14,24) 117(7,57) 118(24,01) 119(8,58) 120(32,97) 122(4,71) 124(5,98)	204(1,48) 206(23,6) 207(22,6) 208(52,3)
І потенціал іонізації, В	11,2604	8,1517	7,900	7,3439	7,4168
Спорідненість до електрона, еВ	1,27	1,36	1,74	1,03	1,03
Електронегативність	2,50	1,74	2,02	1,72	1,55
Ступінь окислення елементу в сполуках	–4; +2; +4	–4; +2; +4	+2; +4	+2; +4	+2; +4

 

Таблиця 60

 

ОСНОВНІ ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПРОСТИХ РЕЧОВИН

 

Елемент Характеристика	C	Si	Ge	Sn	Pb
Основна форма існування за звичайних умов (тип кристалічної гратки)	Неметал з атомною кристаліч ною граткою: 1) графіт (гексаго нальна) 2) алмаз (кубічна); 3) карбін (гексагональна)	Неметал з атомною кристаліч-ною граткою (кубічна типу алмазу)	Елемент з атомною кристаліч-ною граткою (кубічна типу алмазу)	Метал: 1)α-моди-фікація (кубічна типу алмазу); 2)β-моди-фікація (тетраго нальна, вище 140С)	Метал (кубічна гране-центро-вана)
Колір	1) темно-сірий; 2) безбарвний; 3) чорний порошок	сріблясто-сірий з ме-талічним блиском	сірувато-білий	1) сірий; 2) сріблясто-білий	синьо-вато-сірий
Густина, ρ, г/см3 (293 К)	1) 2,265 2) 3,515	2,328	5,323	1) 5,846 2) 7,295	11,336
Температура плавлення, 0С				231,9	327,4
Температура кипіння, 0С	4827 (сублім)

 

 

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЕЛЕМЕНТІВ ІV-А ГРУПИ

Таблиця 61

РЕАКЦІЇ З ПРОСТИМИ РЕЧОВИНАМИ

 

	Реагент, умови	Продукти реакції
Е	Ме, t	С → карбіди; Si → силіциди; Ge, Sn, Pb → сплави
H2t	не реагують
Hal, t	C → CF4; Si, Ge, Sn → EHal4; Pb → PbF4, PbCl4; PbBr2; PbI2
O2, t	C, Si, Ge, Sn → EO2; Pb → PbO
S, t	C, Si, Ge, Sn → ES2; Ge, Sn, Pb → ES
N2, t ≥13000C	лише Si → Si3N4
P, t	Si, Ge, Sn → EP; EP2; EP3
C	не реагують

 

Таблиця 62

 

РЕАКЦІЇ З НАЙВАЖЛИВІШИМИ РЕАГЕНТАМИ

 

	Реагент, умови	Продукти реакції
Е	H2O, t ≤1000C	C, Si → не реагують
H2SO4(к)	C, Si → не реагують; Ge, Sn →E(SO4)2; Pb →Pb(HSO4)2
H2SO4(р)	C, Si, Ge →не реагують; Sn →SnSO4; Pb → пасивується
HNO3(к)	C → CO2; Si → не реагує; Ge, Sn → xEO2 • yH2O; Pb → пасивується
HNO3(р)	C, Si, Ge → не реагують; Sn, Pb → E(NO3)2
HCl	C, Si, Ge → не реагують; Sn → SnCl2; Pb → пасивуються
NaOH	C, Ge → не реагують; Si → Na2SiO3; Sn, Pb → Na2[E(OH)4]

 

Таблиця 63

БІОЛОГІЧНА ФУНКЦІЯ ТА ТОКСИЧНА ДІЯ СПОЛУК

ЕЛЕМЕНТІВ ІV-А ГРУПИ

 

Символ	Біологічна функція та токсична дія
C	1) Важливий елемент живої природи – входить до складу білків, вуглеводів, ферментів, гормонів, вітамінів тощо. 2) Утворює отруйні речовини: СО – чадний газ, потрапляючи в кров сполучається з гемоглобіном, який після цього стає нездатним переносити кисень до тканин організму; СОCl2 – фосген, першої отруйна речовина хімічної зброї І світової війни, вміст фосгену у повітрі вищий за 0,006 мг/л викликає набряк легенів, розлад функцій нервової системи, і навіть смерті; НСN – водний розчин – ціанідна (синильна) кислота та її солі, затримують окислювальні і ферментативні процеси, перешкоджають перенесенню кисню гемоглобіном, паралізують дихальні центри і через кисневе голодування призводять до смерті.
Si	1) Входить до складу рослин і тварин як структурний матеріал, який бере участь у обміні речовин. 2) Недостатня кількість силіцію уповільнює ріст деяких рослин, внесення силікатів у ґрунт підвищує врожайність рослин. 3) Добовий раціон людини містить 1г Силіцію. 4) Великий вміст SiO2 – кварцу в легенях спричинює захворювання – силікоз.
Ge	Біологічна функція не досліджена.
Sn	1) Як мікроелемент входить до складу рослин і тварин. 2) В організмі людини міститься у крові і печінці, добовий раціон людини повинен містити приблизно 17 мг Стануму. 3) Біологічна функція на разі не повністю з’ясована.
Pb	1) Складова частина багатьох рослин і тварин. 2) Біологічна функція на разі не повністю з’ясована. 3) Всі сполуки Плюмбуму отруйні, особливо його органічні похідні, при отруєнні з’являється анемія, гепатит, у випадках важкого отруєння може настати параліч.

 

 

ЕЛЕМЕНТИ V-А ГРУПИ

Таблиця 64