Общая характеристика элементов IVA группы

Углерод C, кремний Si, германий Ge, олово Sn, свинец Pb.

Для элементов IVA группы характерны степени окисления (+II) и (+IV), реже реализуется степень окисления (-IV). Устойчивость состояния окисления (+IV) снижается с ростом порядкового номера элемента (от C к Pb), для свинца более устойчива степень окисления (+II).

Свойства элементов IVA группы. Металлический характер простых веществ увеличивается от углерода к свинцу.

По физическим свойствам простые вещества углерода — алмаз и графит — неметаллы (у графита обнаруживаются некоторые признаки металлов); кремний и германий проявляют промежуточные свойства, являясь полупроводниками; олово и свинец — типичные металлы.

По химическим свойствам C и Si — неметаллы; в ряду Ge, Si, Pb увеличивается химическая активность их как металлов, причем у Ge преобладают еще неметаллические свойства, а у Pb — металлические.

Гидроксиды углерода и кремния в степени окисления (+IV) отвечают кислотам, а гидроксиды германия (+IV), олова (+IV) и свинца (+IV) — амфотерные соединения, кислотные свойства которых выражены сильнее, чем у гидроксидов соответствующих элементов IIIA группы. Гидроксиды элементов в степени окисления (+II) известны только для германия, олова и свинца; они более основны, чем гидроксиды соответствующих элементов в степени окисления (+IV), но в целом все же амфотерны.

Устойчивость водородных соединений элементов IVA группы понижается от углерода к свинцу. Поскольку атомы углерода могут практически неограниченно соединяться друг с другом в цепи и циклы, может быть получено также практически неограниченное число углеводородов. Для атомов кремния соединение в цепи и циклы выражено уже достаточно слабо, а для атомов германия, олова, и свинца это явление не характерно.

 

Углерод C

Кремний Si

Германий Ge

Олово Sn

Свинец Pb

Порядковый номер элемента

6

14

32

50

82

Относительная атомная масса

12,011

28,086

72,612

118,711

207,21

Содержание в земной коре, %

8,7e-2

25,8

5,6e-4

3,5e-3

1,8e-3

Температура плавления, *С

3850

1423

959

232

327

Плотность, г./см3

3,51 (алмаз); 2,22 (графит)

2,33

5,35

7,28

11,34

Степень окисления

+IV, +II, -IV

+IV, (+II), (-IV)

+IV, (+II)

+IV, +II

+IV, +II

Гидроксиды элементов (IV)

H2CO3

H4SiO4, SiO2*nH2O

GeO2*nH2O

SnO2*nH2O

PbO2*nH2O

Гидроксиды элементов (II)

Ge(OH)2

Sn(OH)2

Pb(OH)2

Название аниона

Карбонат

Силикат

Германат

Станнат

Плюмбат