Р-элементы IV группы: C, Si, Ge, Sn, Pb

Р – элементы IV группы C Si Ge Sn Pb

Аллотропные состояния углерода
Графит
Алмаз
Фуллерены
Сажа ( аморфные формы )

А л м а з

графит

Аморфный углерод

Аллотропные формы углерода

Фуллерен С60

Фуллерен С70

Фуллерен С 540

Углеродная нанотрубка

Электронные конфигурации, основные степени окисления
C Si Ge Sn Pb
-4 +2

Обзор свойств р – элементов IV группы

Реакционная способность элементов возрастает

Обзор свойств р–элементов IV группы
Sn, Pb – соединения с вкладом

Устойчивость соединений со связями С – С и Si -

Гибридизация орбиталей атомов углерода

Тип гибридизации зависит
от

Гибридизация орбиталей атомов углерода

Двойные С = С связи

Оксиды р - элементов IV группы
Монооксиды :
CO SiO GeO SnO

Оксиды р - элементов IV группы
Смешанные оксиды :
Pb2O3 [ PbO, PbO2

Гидриды р - элементов IV группы

Углеводороды : СnH2n+2
Кремневодороды : SinH2n+2
Простейшие

Монооксид углерода СО
Способы получения :
Ств. раскал. + СО2(г) 2CO (г)
Равновесие

Монооксид углерода СО
Конверсия природного газа :
СН4 + Н2О = «

Монооксид углерода СО
СО2(г) + Н2(г) = СО(г) + Н2О
Лабораторный

Свойства монооксида СО
СО - несолеобразующий оксид
Однако : NaOH + CO

Свойства монооксида СО
В молекуле С = О трехкратная связь
Есв.= 265 ккал

Свойства СО в качестве лиганда
СО – слабый σ - донор
(

Свойства СО в качестве лиганда
В результате связь в С≡О ослабляется, что

Связь 3-х кратная, Есв. = 256 кДж/м, Y( CΞO ) =

Y(СΞО) = 2000 см-1 М - СО

АО МО АО
2р

Примеры карбонильных комплексов

[ Cr(CO)6 ] [ (CO)5Mn – Mn(CO)5

Диоксид углерода СО2
Структура линейная [ O = C = O ]

Основные свойства СО32- - иона
0.1М р-р Na2CO3 рН = ?
СО32-

Карбиды
Солеобразные карбиды :
ацетилениды :
М2С2 – ( М - щелочной металл

Карбиды
Метаниды :
Be2C Al4C3 и др.
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3

Карбиды
Ковалентные гидриды :
SiC B4C и другие
Эти соединения обладают высокой

Циановодородная кислота HCN Ka =10-9
Получение HCN :
NH3 + CO =

Циановодородная кислота HCN Ka =10-9
Получение HCN :
2CH4 + 3O2 + 2NH3

Циановодородная кислота HCN Ka =10-9
Получение солей :
NaNH2 + C =

Циановодородная кислота HCN Ka =10-9
Получение солей :
CaC2 + N2 (11000C) =

Свойства HCN Ka = 10-9
Таутомерное равновесие
H - C ≡

Свойства CN1- - иона как основания
0.1М раствор KCN рН =

Цианид - ион в качестве лиганда
( - ) ( +

Связь 3 - х кратная, Есв. = 256 кДж/м, Y( CΞO

Y(С Ξ О) = 2000 см-1 М - СО

АО

Цианид – ион CN1- Y(C Ξ N) = 2250 cм-1

Y(С Ξ N) = 2050 cм-1 М - CN

АО

Примеры цианидных комплексов
[ Ag(CN)3 ] 2- β3 = 1021
[ Au(CN)2 ]1-

Дициан (CN)2 [ N ≡ C – C ≡ N ]
Получение

Дициан (CN)2 [ N ≡ C – C ≡ N ]
Получение

Дициан (CN)2 [ N ≡ C – C ≡ N ]
Электродуговой

CN1- - псевдогалогенид - ион
Аналогии :
HgJ2 нагрев. = Hg +

CN1- - псевдогалогенид - ион
Аналогии :
CI2 + 2NaOH = NaCI +

CN1- - псевдогалогенид - ион
Аналогии :
Cu2+ + 2J1- = CuJ +

Циановая кислота HCNO Ka = 10-4
Диспропорционирование :
(CN)2 + 2NaOH = NaCN

Циановая кислота HCNO Ka = 10-4
Три изомерные формы HCNO :
H

Тиоциановая кислота HCNS Ka = 10-1
изомерные формы :
H -

Тиоциановая кислота HCNS Ka = 10-1
Получение :
KCN + S сплавление

Тиоциановая кислота HCNS Ka = 10-1
HCNS хорошо растворяется в воде

Родан (CNS)2
аналогия :
2KJ + Br2 = J2 + 2KBr
2KCNS

Родан (CNS)2
Существуют 2 таутомерные формы родана :
[ N Ξ C